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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung eines Bildes von
einem vorbestimmten Ausschnitt eines in Bewegung befindlichen Druckerzeugnisses
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb
einer solchen Vorrichtung.
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Zur
Prozeßüberwachung
beim Drucken ist es üblich,
auf den zu bedruckenden Bogen bzw. Bahnen außerhalb des Sujets mit farbigen
Testmustern bedruckte Kontrollstreifen vorzusehen. Diese Kontrollstreifen,
deren Längsrichtung
quer zur Transportrichtung des Bedruckstoffs liegt, enthalten einen
sich in Längsrichtung
periodisch wiederholenden Satz von Meßfeldern, an denen jeweils
eine bestimmte, die Druckqualität
charakterisierende Kenngröße meßbar ist.
Noch während
der Bewegung des zu untersuchenden Druckerzeugnisses in der Druckmaschine
wird ein Bild von zumindest einem Teil des Kontrollstreifens erfaßt und ausgewertet.
Alternativ zu einem eigens dafür
vorgesehenen Kontrollstreifen kann im Prinzip auch ein Teil des
Sujets, d.h. des bedruckten Nutzbereiches des Bedruckstoffs, aufgenommen
und ausgewertet werden.
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In
der
DE 195 38 811
C2 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung
beschrieben, bei der von einer elektronischen Kamera ein digitales
Bild von einem Teil eines Kontrollstreifens aufgenommen wird, während dieser
sich durch den Beobachtungsbereich der Kamera bewegt. Zur breitbandigen
Beleuchtung des Kontrollstreifens während seines Aufenthalts im
Beobachtungsbereich der Kamera sind Blitzlampen vorgesehen, bei
denen es sich entweder um Gasentladungslampen oder um Glühlampen
handelt. Um eine farbselektive Auswertung des Bildes zu ermöglichen, ist
die Kamera als Farbkamera ausgebildet. Durch einen farbselektiven
Strahlteiler werden die unterschiedlichen Spektralanteile des in
die Kamera einfallenden Lichtes auf drei verschiedene Bildsensoren verteilt,
von denen je einer für
den roten, den grünen und
den blauen Spektralbereich vorgesehen ist. Derartige Farbkameras
sind im Aufbau aufwendig, dementsprechend kostspielig und zudem
Schwarzweiß-Kameras
in der Empfindlichkeit unterlegen. Ferner hat jede Farbkamera eine
vorgegebene spektrale Empfindlichkeitscharakteristik, die nicht
von außen
veränderbar
ist.
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Bei
Densitometern ist aus der
DE
196 17 009 C2 das Konzept bekannt, eine Meßstelle
zeitlich aufeinanderfolgend mit verschiedenfarbigen Leuchtdioden
(LEDs) zu beleuchten und das remittierte Licht mit einem einzigen,
nicht farbselektiven optoelektronischen Sensor, nämlich einer
Silizium-Photodiode zu empfangen. Aus den zeitlich nacheinander
bei verschiedenen Beleuchtungsphasen aufgenommenen Signalen ergibt
sich eine Information über
die spektrale Zusammensetzung des remittierten Lichtes und damit
auch über
die Farbe der an der Meßstelle vorhandene
Druckfarbe. Das in der genannten Schrift beschriebene Densitometer
ist allerdings nur für
eine annähernd
punktförmige
Messung ausgelegt, indem das Licht dreier verschiedenfarbiger Leuchtdioden
entweder unmittelbar durch deren Anordnung oder mittels Lichtwellenleitern
auf einen einzigen Meßpunkt
gerichtet wird. Ferner ist dieses Densitometer auch nur zur Messung
an einem ruhenden Druckerzeugnis nach dessen Entnahme aus einer Druckmaschine
vorgesehen, also für
den Offline-Betrieb, bei dem die Dauer der einzelnen Beleuchtungsphasen
frei gewählt
werden kann, um den Dynamikbereich des verwendeten Sensors optimal
auszunutzen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erfassung
eines Bildes von einem vorbestimmten Ausschnitt eines Druckerzeugnisses
während
dessen Bewegung in einer Druckmaschine zu schaffen, die mit geringem
apparativem Aufwand eine Gewinnung von Farbinformationen erlaubt
und hierzu auf einfache Weise bedarfsgerecht konfigurierbar ist.
Eine weitere Aufgabe besteht in der Angabe eines Verfahrens zum
zweckmäßigen Betrieb
einer solchen Vorrichtung.
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Diese
Aufgaben werden erfindungsgemäß durch
eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind in den jeweiligen Unteransprüchen 2 bis 15 bzw. 17 bis 20
angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zeichnet sich dadurch aus, daß eine
nicht farbselektive Flächenkamera
verwendet und mit einer Beleuchtungseinrichtung kombiniert wird,
die den Beobachtungsbereich der Kamera mit verschiedenfarbigem Licht ausleuchten
kann. Hierzu umfaßt
die Beleuchtungseinrichtung mehrere Gruppen von Lichtquellen, deren
Licht aufgrund ihrer Emissionscharakteristik und/oder durch Filterung
gruppenweise verschiedenfarbig in den Beobachtungsbereich der Kamera
einfällt.
Die Lichtquellen sind regelmäßig angeordnet, und
zwar so, daß jede
Gruppe einer Farbe den gesamten Beobachtungsbereich vollständig ausleuchtet.
Die Regelmäßigkeit
der Lichtquellenanordnung kann zwar auch eine Periodizität beinhalten,
muß es aber
keineswegs. So könnten
beispielsweise die verschiedenen Beleuchtungsfarben mit unterschiedlichen
Abständen,
also räumlichen
Dichten der Lichtquellen realisiert werden, abhängig von der Leistungsfähigkeit
der Lichtquellen jeder Farbe.
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Die
Lichtquellen sind von einer Steuereinrichtung gruppenweise sequentiell
aktivierbar, wodurch der Beobachtungsbereich der Kamera mit einer
Abfolge verschiedenfarbiger Lichtimpulse beleuchtbar ist. Aus nacheinander
bei verschiedenfarbigen Beleuchtungen vom gleichen Ausschnitt eines Druckerzeugnisses
aufgenommenen Bildern läßt sich
Information über
die Farbzusammensetzung eines Musters, mit dem der Ausschnitt bedruckt
ist, gewinnen. Damit erübrigt
sich nicht nur der Einsatz einer teueren Farbkamera, sondern das
optische Meßsystem
wird durch die höhere
Empfindlichkeit einer Schwarzweiß-Kamera auch leistungsfähiger. Darüber hinaus
kann die spektrale Auflösung
des Meßsystems
durch die Auswahl der Lichtquellen hinsichtlich der Anzahl der Gruppen
sowie der spektralen Zusammensetzung des Lichtes jeder Gruppe gezielt
an die Bedürfnisse
jedes Einsatzfalles angepaßt
werden, ohne daß ein
Eingriff in die Kamera nötig
wäre.
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In
Anpassung an die eingangs erwähnte Streifenform
der üblicherweise
auf einen Druckerzeugnis vorgesehenen Kontrollabschnitte ist es zweckmäßig, wenn
die einzelnen Lichtquellen linear nebeneinander, also zeilenförmig, und
dabei äquidistant
angeordnet sind. Je nach der benötigten
Anzahl der verschiedenen Gruppen von Lichtquellen und der räumlichen
Dichte innerhalb jeder Gruppe kann es auch nötig sein eine zweidimensionale
Anordnung aus mehreren Zeilen vorzusehen, wobei die Zeilen matrixförmig zueinander
ausgerichtet oder auch in Längsrichtung
gegeneinander versetzt sein können. Mit
einer solchen Anordnung können
zwar Meßnormen,
die bestimmte Einstrahlungswinkel verlangen, nicht mehr exakt erfüllt werden,
was aber je nach Anwendung nicht immer nötig ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn das Anordnungsmuster der Lichtquellen einer
Beleuchtungseinrichtung periodisch ist und aus einer ganzen Zahl
vollständiger
Perioden besteht, denn in diesem Fall können solche Beleuchtungseinrichtungen grundsätzlich unter
Fortsetzung der Periodizität
zu modular aufgebauten größeren Einheiten
aneinandergereiht werden. Obwohl eine solche Periodizität aus Gründen der
einfachen Fertigung vorteilhaft ist, ist die Erfindung darauf nicht
beschränkt.
Es kann beispielsweise sinnvoll sein, die Ränder des bestrahlten Bereichs
gesondert zu behandeln, indem dort die Dichte der Lichtquellen erhöht wird,
um eine am Rand nicht zu stark abfallende Beleuchtungsintensität zu realisieren.
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Bei
einer zeilenförmigen
Anordnung können auch
mehrere Lichtquellenzeilen von verschiedenen, einander gegenüberliegenden
Seiten der Kamera aus in den Beobachtungsbereich der Kamera einstrahlen,
wobei sowohl eine Beleuchtung innerhalb einer Farbe aus mehreren
Richtungen, insbesondere von vorne und von hinten in Bezug zur Bewegung des
Bedruckstoffs, als auch eine Beleuchtung aus unterschiedlichen Richtungen
sortiert nach Farben möglich
ist, z.B. Rot und Blau von vorne, Grün mit doppelter Dichte von
hinten.
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Durch
eine Überlappung
der Strahlungskegel der einzelnen Lichtquellen jeder spektralen
Gruppe kann einerseits die Lichtintensität erhöht und die Gleichmäßigkeit
der Ausleuchtung des Beobachtungsbereiches der Kamera verbessert
werden, andererseits läßt sich
dadurch auch sicherstellen, daß beim
Ausfall einer einzelnen Lichtquelle das gesamte Meßsystem
nicht schlagartig ausfällt,
sondern mit örtlich
verminderter Lichtintensität
noch weiterbetrieben werden kann. So wird bei einer Farbdichtemessung
bekanntlich die von einem bedruckten Bereich des Bedruckstoffes
remittierte Lichtintensität
ins Verhältnis
zu einer Referenzintensität
gesetzt, die von einem unbedruckten Bereich remittiert wird. Wenn
die Referenzintensität
nicht global, sondern ebenfalls ortsabhängig gemessen wird, hat eine
lokale Verminderung der eingestrahlten Intensität höchstens Einfluss auf die erreichbare
Genauigkeit der Farbdichtebestimmung. Die örtliche Verringerung der Referenzintensität erlaubt
in diesem Fall sogar die Erkennung des Ausfalls einer Lichtquelle.
Das Mindestmaß an Überlappung
ist dadurch gegeben, daß jeder Punkt
des Beobachtungsbereiches der Kamera von zwei verschiedenen Lichtquellen
jeder spektralen Gruppe direkt beleuchtet wird.
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Da
die spektralen Emissionscharakteristiken verfügbarer Lichtquellen an sich
zumeist nicht den einschlägigen
Normen für
die Bestimmung der im vorliegenden Zusammenhang interessierenden Kenngrößen von
Druckerzeugnissen, wie insbesondere der Farbdichte, entsprechen,
kann es erforderlich sein, den Lichtquellen Farbfilter vorzuschalten, um
jeweils eine gewünschte
spektrale Zusammensetzung des eingestrahlten Lichtes herbeizuführen.
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Wenn
es aus Gründen
des Platzbedarfs nicht möglich
ist, die Lichtquellen aller verschiedener spektraler Gruppen abwechselnd
nebeneinander anzuordnen, dann besteht die Möglichkeit, aus verschiedenen
Richtungen kommende Strahlenbündel verschiedener
Lichtfarben durch einen oder mehrere farbselektive Strahlteiler
in eine zumindest annähernd
gleiche Richtung zum Beobachtungsbereich der Kamera hin abzulenken.
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Wegen
ihrer geringen Abmessungen sind lichtemittierende Halbleiterdioden
als Lichtquellen besonders gut geeignet, da mit ihnen eine hohe
Packungsdichte und damit ein hohes Ausmaß an gegenseitiger Überlappung
der einzelnen Strahlungskegel erzielt werden kann. Dies bedeutet
ein hohes Ausmaß an
Redundanz und damit Ausfallsicherheit sowie eine homogene und intensive
Ausleuchtung des Beobachtungsbereiches der Kamera. Neben gewöhnlichen
Leuchtdioden kommen auch Laserdioden als Lichtquellen in Frage.
Darüber
hinaus eignen sich aber auch Gasentladungslampen und Halogen-Glühlampen
grundsätzlich
als Lichtquellen, wobei Halogen-Lichtquellen zur Realisierung ausreichend
kurzer Belichtungszeiten den Einsatz eines Verschlusses bei der
Kamera erfordern können.
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Durch
die Verwendung einer Abbildungsoptik zur Fokussierung des Lichtes
der Lichtquellen auf den Bebachtungsbereich der Kamera kann der
Arbeitsabstand zwischen der Beleuchtungseinrichtung und dem Druckerzeugnis
erhöht
werden. Dies ist insbesondere für
den Einsatz zur Inline-Messung in Bogendruckmaschinen von Interesse,
da dort wegen der Art der Bewegung des Bedruckstoffes ein relativ großer Arbeitsabstand
nötig ist.
Bei einer langgestreckten zeilenförmigen Anordnung der Lichtquellen bieten
sich zur aufwandsparenden Realisierung einer Abbildungsoptik Zylinderlinsen
an, da für
eine Vielzahl von Lichtquellen nur eine einzige oder ggf. einige
wenige im Strahlengang aufeinanderfolgende Zylinderlinsen benötigt werden,
die sich in Richtung der längsten
Abmessung der Lichtquellenanordnung, d.h. bei einer Zeile in deren
Längsrichtung,
entsprechend lang erstrecken müssen.
Die Anzahl verschiedener zueinander zu justierender optischer Komponenten
bleibt somit gering.
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Für eine modulare
Zusammenfügung
mehrerer Beleuchtungseinrichtungen zu einer größeren Einheit ist es vorteilhaft,
wenn die Gehäuse
der einzelnen Beleuchtungseinrichtungen und die Halterungen ihrer
optischen Komponenten so gestaltet sind, daß bei einer seitlichen Aneinanderreihung
mit anderen Beleuchtungseinrichtungen gleicher Art die optischen
Komponenten der einzelnen Beleuchtungseinrichtungen lückenlos
aneinander anschließen.
Hierzu gehört
beispielsweise, daß das
Gehäuse
und die Halterung der Abbildungsoptik den Lichteintritt und -austritt
aus bzw. in seitlicher Richtung, d.h. von einem eventuellen Nachbarmodul
her bzw. zu einem solchen hin nicht behindern oder gar verhindern
dürfen, um
die Überlappung
der Lichtkegel im Übergangsbereich
nicht zu unterbrechen, und daß seitliche Gehäusewände entweder
ausreichend dünn
bemessen oder abnehmbar ausgelegt sein müssen, damit der passende Lichtquellenabstand
auch im Übergangsbereich
eingehalten werden kann. Letzteres bedeutet bei einer periodischen
Lichtquellenanordnung, daß im Übergangsbereich
die Periodizität
gewahrt bleibt.
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Um
einen schmalen Kontrollstreifen zu erfassen, der sich über nahezu
die gesamte Breite eines Druckerzeugnisses quer zu dessen Bewegungsrichtung
erstreckt, ist eine lineare Aneinanderreihung von Kameramodulen
zweckmäßig, deren
Beobachtungsbereiche lückenlos
aneinander anschließen oder
sich geringfügig überlappen,
so daß sich
insgesamt ein zusammenhängender
Beobachtungsbereich ergibt. Zur Beleuchtung des gesamten Beobachtungsbereiches
einer solchen zusammengesetzten Kameraanordnung ist eine entsprechende
Kombination von modularen Beleuchtungseinrichtungen zweckmäßig, die
ebenfalls lückenlos
aneinander anschließen.
Damit die Homogenität
der Ausleuchtung entlang des gesamten Beobachtungsbereiches der Kameraanordnung
gewahrt bleibt, ist es hierbei notwendig, daß das regelmäßige Anordnungsmuster der
verschiedenfarbigen Lichtquellen jeder einzelnen Beleuchtungseinrichtung
durch die Aneinanderreihung ungestört fortgesetzt wird. Bei einem
periodischen Muster bedeutet dies eine Fortsetzung der Periodizität. Ferner
ist in diesem Fall eine synchrone Aktivierung der einzelnen Beleuchtungseinrichtungen nötig, d.h.
daß sämtliche
Lichtquellen einer spektralen Gruppe in allen Beleuchtungseinrichtungen gleichzeitig
ein- und ausgeschaltet werden müssen. Die
modulare Aneinanderreihung gleicher Beleuchtungseinrichtungen zu
einer größeren Einheit
setzt aber nicht zwingend eine entsprechende modulare Kameraanordnung
voraus. Vielmehr kann sie auch zur Ausleuchtung des Beobachtungsbereiches
einer einzigen Kamera nützlich
sein, wenn dieser eine entsprechend große Länge hat.
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Ein
zweiter Aspekt der Erfindung besteht in einem Verfahren, welches
von der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Gebrauch macht. Der Kern dieses Verfahrens besteht in einer sequentiellen
Aktivierung der einzelnen Gruppen von Lichtquellen zur Ausleuchtung
des Beobachtungsbereiches der Kamera mit Lichtimpulsen abwechselnder
spektraler Zusammensetzung zur Aufnahme von Bildern eines gerade im
Beobachtungsbereich befindlichen vorbestimmten Ausschnitts eines
Druckerzeugnisses.
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Dabei
könnte
die spektrale Zusammensetzung der Lichtimpulse im Grundsatz auch
durch eine gleichzeitige Aktivierung unterschiedlicher spektraler Gruppen
von Lichtquellen eingestellt werden, doch ist es bevorzugt, zu jedem
Zeitpunkt immer nur eine einzige Gruppe von Lichtquellen zu aktivieren.
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Wenn
sich das Druckerzeugnis sehr schnell bewegt, kann es schwierig oder
sogar unmöglich sein,
alle verschiedenen Gruppen von Lichtquellen nacheinander zu aktivieren
und jeweils ein Bild zu erfassen, während sich ein und dasselbe
Exemplar des vorbestimmten, interessierenden Ausschnitts des Druckerzeugnisses
im Beobachtungsbereich der Kamera aufhält. Dies ist aber praktisch
auch gar nicht notwendig. Vielmehr erscheint es sowohl für die Überwachung,
als auch für
die Regelung eines Druckprozesses als ausreichend, wenn von jedem Exemplar
des fraglichen Ausschnitts nur ein einziges Bild bei einer einzigen
Beleuchtungsart aufgenommen wird und die Beleuchtung bei Aufenthalten
aufeinanderfolgender Exemplare des interessierenden Ausschnitts
periodisch abwechselt, so daß verschiedene
Farben an verschiedenen aufeinanderfolgenden Exemplaren erfaßt werden.
Diesem Vorgehen liegt die Annahme zugrunde, daß sich die interessierenden
Kenngrößen eines
Druckerzeugnisses, wie z.B. die Farbdichte, zwischen wenigen aufeinanderfolgenden
Exemplaren einer Meßstruktur,
d.h. eines Kontrollstreifens, nicht nennenswert ändern, also die Zeitkonstanten
der für
solche Änderungen
maßgeblichen Vorgänge groß gegenüber dem
zeitlichen Abstand des Auftretens aufeinanderfolgender Exemplare
im Beobachtungsbereich der Kamera sind. Dabei ist es nicht unbedingt
erforderlich, bei jedem Auftreten eines Exemplars des Kontrollstreifens
ein Bild aufzunehmen, sondern es können auch Exemplare ausgelassen
werden, z.Bsp. wenn deren zeitlicher Abstand im Verhältnis zur
Dauer der Auslesung und Verarbeitung eines Bildes zu kurz ist.
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Um
mit Leuchtdioden Lichtimpulse hoher Intensität zu erzielen, ist es vorteilhaft,
die Dioden mit Stromimpulsen zu beaufschlagen, deren Höhe ein Mehrfaches
des zulässigen
Maximalstromes im kontinuierlichen Betrieb beträgt. Solange diese Impulse entsprechend
kurz sind, daß es
dabei nicht zu einer thermischen Überlastung kommt, verkraften
Leuchtdioden einen solchen Betrieb ohne weiteres. Ein Richtwert
für das
Ausmaß einer
solchen Übersteuerung,
die ohne Beschädigung
der Leuchtdioden zu einer wesentlich höheren Lichtausbeute führt, ist
das Fünffache
des zulässigen
Maximalstromes im Dauerbetrieb.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt
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1 eine
vereinfachte perspektivische Ansicht der wesentlichen optischen
Komponenten einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 ein
elektrisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
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3 eine
alternative Ausführungsform
einer für
die Erfindung verwendbaren Beleuchtungseinrichtung in einer schematischen
Querschnittsansicht.
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1 zeigt
in vereinfachter Form die wesentlichen optischen Komponenten einer
bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
nämlich
eine elektronische Kamera 1 und eine zugehörige Beleuchtungseinrichtung 2.
Dabei sind mehrere gleichartige Kameras 1, 101 und 201 sowie
mehrere diesen jeweils zugeordnete Beleuchtungseinrichtungen 2, 102 und 202 modular
aneinandergereiht. Diese Möglichkeit,
mehrere jeweils eine Kamera und eine Beleuchtungseinrichtung umfassende
Module 0, 100 und 200 zu einer größeren Einheit
zu kombinieren, ist eine besonders vorteilhafte Eigenschaft der
Erfindung. Zunächst
soll jedoch der Aufbau eines einzelnen Moduls und dessen Funktionsweise
anhand des Moduls 0, welches die Kamera 1 und
die Beleuchtungseinrichtung 2 umfaßt, erläutert werden.
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Die
Kamera 1 ist dazu bestimmt, ein Bild von einem vorbestimmten
Ausschnitt eines- Druckerzeugnisses, beispielsweise von einem Kontrollstreifen 3 mit
einer Vielzahl sich periodisch wiederholender Meßfelder 4 aufzunehmen,
während
sich dieser durch einen in diesem Fall ebenfalls streifenförmigen,
in 1 gestrichelt eingezeichneten Beobachtungsbereich 5 der
Kamera 1 bewegt. Die Bewegungsrichtung des Kontrollstreifens 3 ist
in 1 durch den Pfeil 6 angedeutet.
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Die
Kamera 1 ist eine Schwarzweiß-Kamera mit einem Flächenbildsensor 7.
Das von diesem erfaßte
Bild besteht aus einer rechteckigen Matrix von Bildpunkten, wobei
für jeden
Bildpunkt ein elektrisches Signal abgegeben wird, das ein Maß für die Intensität des einfallenden
Lichtes ist. Zur verkleinernden Abbildung des Beobachtungsbereiches 5 auf den
Bildsensor 7 ist ein Objektiv 8 vorgesehen. Vor dem
Objektiv 8 kann noch ein Polarisationsfilter 9 angeordnet
sein. Wenn der Beobachtungsbereich 5 ein schmaler langgestreckter
Streifen ist, dann wird nicht die gesamte aktive Fläche des
rechteckigen Bildsensors, dessen Länge/Breite-Verhältnis üblicherweise nicht
allzu groß ist,
zur Aufnahme des Beobachtungsbereiches 5 benötigt, sondern
ebenfalls nur ein relativ schmaler Streifen. In diesem Fall wird
nach der Aufnahme eines Bildes auch nur ein solcher Streifen aus dem
Bildsensor 7 ausgelesen. Zusätzlich kann auch der Strahlengang
durch Teile des in 1 nicht dargestellten Gehäuses der
Kamera 1 entsprechend verengt sein, so daß nur von
dem beabsichtigten Beobachtungsbereich 5 aus Licht zu dem
Bildsensor 7 gelangen kann.
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Zur
Beleuchtung des Beobachtungsbereiches 5 der Kamera 1 während des
dortigen Aufenthalts eines Exemplars des Kontrollstreifens 3 ist
eine Beleuchtungseinrichtung 2 vorgesehen. Sie soll im richtigen
Augenblick einen kurzen Lichtimpuls abgeben, um eine Momentaufnahme
des Kontrollstreifens 3 durch die Kamera 1 zu
ermöglichen.
Die Beleuchtungseinrichtung 2 weist eine Vielzahl von einzelnen Lichtquellen 10 in
Form von Leuchtdioden (LEDs) L1 bis L9 auf, die äquidistant, linear und periodisch
nebeneinander angeordnet und auf den Beobachtungsbereich 5 ausgerichtet
sind. Dabei verläuft
die Längsrichtung
der von den Leuchtdioden L1 bis L9 gebildeten Zeile parallel zur Längsrichtung
des Beobachtungsbereiches 5.
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Um
mit der Schwarzweiß-Kamera 1 eine
Farbinformation gewinnen zu können,
enthält
die Beleuchtungseinrichtung 2 mehrere Gruppen von Lichtquellen 10,
von denen jede eine andere spektrale Emissionscharakteristik aufweist.
So können
beispielsweise drei verschiedene Gruppen L1-L4-L7, L2-L5-L8 und L3-L6-L9 von
Leuchtdioden L1 bis L9 mit den
Emissionsfarben Rot, Grün
und Blau vorgesehen sein, um anhand entsprechend unterschiedlich bedruckter
Meßfelder 4 des
Kontrollstreifens 3 die Dichtemessung der Druckfarben Cyan,
Magenta und Gelb zu ermöglichen.
Hierzu wird der Kontrollstreifen nacheinander von der roten Gruppe
L1-L4-L7,
der grünen
Gruppe L2-L5-L8 und der blauen Gruppe L3-L6-L9 der Leuchtdioden
L1 bis L9 beleuchtet
und bei jeder Beleuchtung von der Kamera 1 ein Bild des
Kontrollstreifens 3 aufgenommen. Die Farbdichtebestimmung
der Druckfarbe Cyan wird dann anhand der so bedruckten Meßfelder 4 in
dem bei der Beleuchtung mit roten Licht aufgenommenen Bild vorgenommen. Die
entsprechenden Dichtebestimmungen der Druckfarben Magenta und Gelb
erfolgen analog hierzu anhand der jeweils so bedruckten Meßfelder 4 getrennt
voneinander in den bei den Beleuchtungen mit grünem bzw. blauen Licht aufgenommenen
Bildern.
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Die
Leuchtdioden L1 bis L9 werden
also nicht alle gleichzeitig, sondern gruppenweise nacheinander
impulsartig aktiviert. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, daß der Beobachtungsbereich 5 von
jeder einzelnen spektralen Gruppe L1-L4-L7, L2-L5-L8 und L3-L6-L9 der
Leuchtdioden L1 bis L9 für sich jeweils
vollständig
ausgeleuchtet werden muß.
Dabei ist auch eine möglichst
gleichmäßige Ausleuchtung erwünscht, weshalb
die Leuchtdioden L1 bis L9 innerhalb
jeder spektralen Gruppe L1-L4-L7, L2-L5-L8 und L3-L6-L9 für sich eine
regelmäßige periodische
Anordnung bilden und sich innerhalb jeder Gruppe L1-L4-L7, L2-L5-L8 und L3-L6-L9 die
Lichtkegel zweier benachbarter Leuchtdioden jeder Gruppe L1-L4-L7,
L2-L5-L8 und
L3-L6-L9 in
der Längsrichtung
des Beobachtungsbereiches 5 überlappen.
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So
ist bei der hier als Beispiel dienenden Dreiteilung des sichtbaren
Spektralbereiches in die Emissionsfarben Rot, Grün und Blau die erste Leuchtdiode
L1 rot, die zweite L2 grün, die dritte
L3 blau, die vierte L4 wieder
rot, usw.. Da es im Hinblick auf die Aneinanderreihung gleichartiger
Module 0, 100 und 200 nötig ist,
daß die
Beleuchtungseinrichtung 2 eine ganze Zahl vollständiger Perioden
jeder spektralen Gruppe L1-L4-L7, L2-L5-L8 und L3-L6-L9 enthält, endet
bei dem angenommenen Beispiel mit den drei Farben Rot, Grün und Blau
die Anordnung der Leuchtdioden L1 bis L9 mit einer blauen Leuchtdiode L9,
Anhand der blauen Leuchtdioden L3, L6 und L9 ist in 1 die gegenseitige Überlappung
der Strahlungskegel der Lichtquellen 10 jeder spektralen Gruppe
L1-L4-L7,
L2-L5-L8 und
L3-L6-L9 in
Längsrichtung
des Beobachtungsbereiches 5 skizziert.
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Es
versteht sich, daß die
Anzahl von drei spektralen Gruppen ebenso nur beispielhaft gemeint ist
wie die Anzahl von drei Perioden, aus denen sich durch Multiplikation
eine Gesamtzahl von neun Leuchtdioden L1 bis
L9 ergibt. Ferner könnte eine Gruppe der Lichtquellen
(10) aus Gründen
der geringeren Lichtausbeute mit höherer räumlicher Dichte angeordnet
sein als die anderen oder sogar jede der Gruppen in ihrer Lichtausbeute
entsprechender Dichte, so daß die
Anordnung der Lichtquellen (10) zwar noch ein regelmäßiges Muster,
aber keine Periodizität
der zuvor beschriebenen Art aufweisen würde.
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Der Übersichtlichkeit
halber hat die skizzierte Überlappung
allerdings nicht das tatsächlich
bevorzugte Ausmaß.
Damit bei einem Ausfall einer einzelnen Leuchtdiode L1 bis
L9 noch kein Totalausfall einer Meßfunktion
erfolgt, muß jeder
Punkt des Beobachtungsbereiches 5 von mindestens zwei Leuchtdioden L1 bis L9 gleicher
Farbe direkt bestrahlt werden. Tatsächlich ist es sogar bevorzugt,
daß jeder
Punkt von mindestens drei Leuchtdioden L1 bis
L9 gleicher Farbe direkt bestrahlt wird.
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Zur
Fokussierung des von den Leuchtdioden L1 bis
L9 emittierten Lichtes auf den Beobachtungsbereich 5 der
Kamera 1 ist eine aus zwei Zylinderlinsen 11A und 11B bestehende
Abbildungsoptik vorgesehen, wobei die Anzahl der im Strahlengang
aufeinanderfolgenden Zylinderlinsen bedarfsabhängig variieren kann. Vorteilhaft
ist hierbei, daß nicht
für jede
einzelne Leuchtdiode L1 bis L9 ein
eigenes Linsensystem benötigt
wird, sondern nur ein einziges, das sich einstückig entlang der gesamten Zeile
von Lichtquellen 10 erstreckt. Denkbar wäre auch,
daß sich
jede Zylinderlinse 11A und 11B aus wenigen identischen, fluchtend aneinandergereihten
Teilen zusammensetzen könnte,
solange die Anzahl dieser Teile wesentlich geringer wäre als die
Anzahl der einzelnen Lichtquellen 10. Dies würde gegenüber einem
eigenen Linsensystem für
jede einzelne Lichtquelle 10 immer noch eine gewisse Kostenersparnis
bedeuten. Besonders bevorzugt ist aber eine einstückige Ausbildung
jeder Linse 11A, 11B der Abbildungsoptik.
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Zwischen
den Leuchtdioden L1 bis L9 und
der Abbildungsoptik 11A, 11B befindet sich eine
Filteranordnung 12, die benötigt wird, um die spektrale
Zusammensetzung des auf den Kontrollstreifen 3 eingestrahlten
Lichtes an die für
die beabsichtigten Messungen gültigen
Normen anzupassen, da die Emissionscharakteristiken verfügbarer Leuchtdioden
diesen Normen in der Regel zumindest nicht ausreichend genau entsprechen.
Es versteht sich, daß für jede Gruppe
L1-L4-L7,
L2-L5-L8 und
L3-L6-L9 von Leuchtdioden
L1 bis L9 ein jeweils
passender Filtertyp benötigt
wird, d.h. daß sich
in der Filteranordnung 12 unterschiedliche Typen von Filtern,
d.h. solche mit unterschiedlichem Durchlaßbereich, analog zu den unterschiedlichen
Emissionsfarben der Leuchtdioden L1 bis
L9 periodisch abwechseln. Die Filteranordnung 12 besteht
demnach aus einer Trägerplatte
mit äquidistanten Öffnungen,
die von Filtern unterschiedlicher Typen in besagter regelmäßiger Periodizität abgedeckt
sind. Ferner kann die Filteranordnung 12 auch zusätzlich Polarisationsfilter
enthalten, wie sie für
Farbdichtemessungen zur Elimination der Oberflächenreflexion der Druckfarben
benötigt
werden.
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Die
Leuchtdioden L1 bis L9 werden
von einer Leiterplatte 13 getragen, auf der auch die zugehörige Ansteuerelektronik
untergebracht ist. Auf diese wird später noch näher eingegangen.
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Wie
aus 1 zu ersehen ist, eignet sich eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung zum
Aufbau einer größeren Einheit
durch lineares Aneinanderfügen
mehrerer identischer Beleuchtungseinrichtungen 2, 102 und 202.
Im dargestellten Fall ist jede dieser Beleuchtungseinrichtungen 2, 102 und 202 jeweils
einer Kamera 1, 101 bzw. 201 zugeordnet,
so daß jede
Kamera 1, 101 und 201 mit ihrer zugehörigen Beleuchtungseinrichtung 2, 102 bzw. 202 jeweils
ein Bildaufnahmemodul 0, 100 bzw. 200 bildet.
Dabei schließen
die Beobachtungsbereiche 5, 105 und 205 der
Kameras 1, 101 bzw. 201 lückenlos aneinander
an oder überlappen
sich ein wenig, so daß insgesamt
ein zusammenhängender
Beobachtungsbereich 5, 105, 205 mit etwa
der dreifachen Länge
jedes einzelnen der Beobachtungsbereiche 5, 105 und 205 entsteht.
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Die
aneinandergefügten
Beleuchtungseinrichtungen 2, 102 und 202 sollen
den gesamten Beobachtungsbereich 5, 105, 205 genauso
lückenlos und
gleichmäßig ausleuchten
wie eine einzige Beleuchtungseinrichtung dreifacher Länge. Hierzu
umfassen die Lichtquellen 10 jeder einzelnen Beleuchtungseinrichtung 2, 102 und 202 jeweils
eine ganze Zahl von Perioden, d.h. im beispielhaft dargestellten Fall
drei, und der Abstand der beiden äußersten Leuchtdioden L1 und L9 vom Ende
der Leiterplatte 13 beträgt die Hälfte des Rasterabstandes der
Leuchtdioden L1 bis L9.
Bei einer unmittelbaren Aneinanderfügung zweier Leiterplatten 13 ergibt
sich somit eine lückenlose
und ungestörte
Fortsetzung des periodischen Anordnungsmusters der Leuchtdioden
L1 bis L9 zu einer
zusammengesetzten Beleuchtungseinheit doppelter Länge.
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Gleiches
gilt sinngemäß auch für die Filteranordnung 12,
deren Trägerplatte
die gleiche Länge hat
wie die Leiterplatte 13. Ebenfalls die gleiche Länge haben
die Zylinderlinsen 11A und 11B. Dabei sind die
Leiterplatte 13, die Filteranordnung 12 und die Linsen 11A und 11B in
einem Gehäuse
gehaltert, dessen Seitenwände
zumindest teilweise abnehmbar sind, um eine lückenlose Aneinanderfügung der optischen
Komponenten der Beleuchtungseinrichtung 2 an diejenigen
der benachbarten Beleuchtungseinrichtung 102 zu erlauben.
Dabei müssen
bei einer Beleuchtungseinrichtung 102, an die sich zu beiden
Seiten andere Beleuchtungseinrichtungen 2 bzw. 202 anschließen, beide
Seiten im Bereich der optischen Komponenten offen sein, während dies
bei einer Beleuchtungseinrichtung 2 und 202, welche
die größere Einheit 2, 102, 202 an
einem Ende abschließt,
nur auf einer Seite der Fall zu sein braucht. Die in 1 der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellten Gehäuse
müssen
auch geeignete mechanische Verbindungsvorrichtungen zur festen Verbindung
bei exakt miteinander fluchtender Ausrichtung aufweisen. Die Realisierung
solcher Verbindungsvorrichtungen ist dem Fachmann geläufig und
bedarf daher keiner Erläuterung.
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Wenngleich
es bevorzugt ist, daß je
eine Kamera 1, 101 und 201 und eine Beleuchtungseinrichtung 2, 102 bzw. 202 jeweils
zusammen ein Bildaufnahmemodul 0, 100 bzw. 200 bilden,
so ist es auch denkbar, einer einzigen Kamera mehrere untereinander
gleiche Beleuchtungseinrichtungen zuzuordnen, was dann sinnvoll
sein kann, wenn der Beobachtungsbereich der Kamera so groß ist, daß dessen
Beleuchtung mit mehreren modular zusammengesetzten Beleuchtungseinrichtungen
die kostengünstigere Lösung ist.
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Die
Aneinanderfügung
kombinierter Kamera-Beleuchtungsmodule 0, 100, 200,
usw. zielt darauf ab, die Ausdehnung des gemeinsamen Beobachtungsbereiches 5, 105, 205,
usw. in dessen Längsrichtung
flexibel an die unterschiedlichen Arbeitsbreiten verschiedener Typen
von Druckmaschinen anpassen zu können,
indem jeweils bedarfsgerecht eine ausreichende Anzahl von Modulen 0, 100, 200, usw.
vorgesehen werden, welche insgesamt einen Beobachtungsbereich 5, 105, 205,
usw. haben, der die maximal bedruckbare Breite des Bedruckstoffes voll
abdeckt.
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Ein
elektrisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt 2.
Demnach ist dem Bildsensor 7 der Kamera 1 eine
Kamerasteuerung 14 zugeordnet, welche die Bilderfassung
einleitet und ein aufgenommenes Bild oder Teilbild aus dem Bildsensor 7 ausliest.
Ebenso gehört
zu der Beleuchtungseinrichtung 2 außer den Lichtquellen 10 in Form
der Leuchtdioden L1 bis L9 noch
eine Beleuchtungssteuerung 15. Die Aufgabe der Beleuchtungssteuerung 15 ist
die kurzzeitige Aktivierung, d.h. das Ein- und Ausschalten von Gruppen
der Lichtquellen 10 auf entsprechende Befehlssignale der
Ablaufsteuereinheit (Sequencer) 16 hin. Auch die Aufnahme
eines Bildes durch den Bildsensor 7 und das Auslesen eines
Bildes aus dem Bildsensor 7 werden von der Ablaufsteuereinheit 16 ausgelöst.
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Die
eigentliche Bildverarbeitung, d.h. die Erkennung der einzelnen Meßfelder 4 innerhalb
des Kontrollstreifens 3 und die Ermittlung von Kenndaten des
zu untersuchenden Druckerzeugnisses aus den Bildern dieser Meßfelder 4 erfolgt
in Echtzeit in einem Bildverarbeitungsrechner (Industrie-PC) 17 entsprechender
Leistungsfähigkeit,
der ebenso wie die Ablaufsteuereinheit 16 Bestandteil einer übergeordneten
Systemeinheit 18 ist, die unabbhängig von der Anzahl der daran
angeschlossenen Kameras 1, 101, 201,
usw. und Beleuchtungseinrichtungen 2, 102, 202,
usw. nur einmal vorhanden ist.
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Damit
die Ablaufsteuereinheit 16, deren Kernstück ein Mikrocontroller
ist, ihre Befehlssignale an die Beleuchtungssteuerung 15 und
die Kamerasteuerung 14 zum richtigen Zeitpunkt absetzen
kann, empfängt
sie Sensorsignale von einem Drehwinkelsensor (Encoder) 19 und
von einem Optotaster 20. Dabei erfaßt der Drehwinkelsensor 19 den
Drehwinkel einer Rolle, auf der das zu untersuchende Druckerzeugnis
bei der Aufnahme des Bildes des Meßstreifens 3 unter
Spannung aufliegt und deren Umfangsgeschwindigkeit folglich der
Bewegungsgeschwindigkeit des Druckerzeugnisses entspricht. Der Optotaster
ist ein einfach aufgebauter optoelektronischer Sensor, der speziell
zur Detektion einer vorbestimmten Marke auf dem Druckerzeugnis ausgelegt ist
und bei deren Auftreten in seinem Beobachtungsbereich ein Triggersignal
ausgibt. Die Lage dieser Marke in Bezug auf den Messstreifen 3 ist
bekannt, so daß die
Ablaufsteuereinheit 16 aus dem Triggersignal des Optotasters 20 und
dem Drehwinkelsignal des Encoders 19 ermitteln kann, wann
sich ein Exemplar des Kontrollstreifens 3 im Beobachtungsbereich 5 der
Kamera 1 befindet und zum richtigen Zeitpunkt durch die
Absendung entsprechender Befehlssignale an die Beleuchtungssteuerung 15 und
die Kamerasteuerung 14 die Aufnahme eines Bildes auslösen kann.
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Die
Leitungen 21 und 22 von dem Sequencer 16 zur
Kamerasteuerung 14 bzw. zur Beleuchtungssteuerung 15 sind
Busleitungen, an die nicht nur die Steuerung 14 einer einzigen
Kamera 1 bzw. die Steuerung 15 einer einzigen
Beleuchtungseinrichtung 2 anschließbar sind. Vielmehr können diese
Busleitungen 21 und 22 zu einer Vielzahl von weiteren
Kameras 101, 201, usw. beziehungsweise weiteren
Beleuchtungseinrichtungen 102, 202, usw. weitergeführt werden,
die dann alle gemeinsam von dem Sequencer 16 ausgelöst werden
können.
In 2 sind hierzu eine weitere Kamera 101 und
eine weitere Beleuchtungseinrichtung 102 sowie die Fortführungen der
Busleitungen 21 und 22 gestrichelt angedeutet. Die
Steuerungen der weiteren Kameras 101, 201, usw.
sind in diesem Fall auch an die Busleitung 23 angeschlossen, über welche
die aufgenommenen Bilder zur Verarbeitung in den Bildverarbeitungsrechner 17 übertragen
werden.
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Grundsätzlich wäre es möglich, daß der Sequencer 16 bei
einem einzigen Aufenthalt des Kontrollstreifens 3 im Beobachtungsbereich 5 der
Kamera 1 sämtliche
spektralen Gruppen von Lichtquellen 10 nacheinander aktiviert
und dementsprechend viele Bildaufnahmen durch die Kamera 1 auslöst. Dies stellt
aber extrem hohe Anforderungen an die Arbeitsgeschwindigkeit der
Beleuchtungseinrichtung 2 und der Kamera 1, die
mit zunehmender Anzahl zu messender Druckfarben kaum noch zu erfüllen sind, da
pro Farbe ein eigenes Bild aufzunehmen ist.
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Deshalb
werden die verschiedenen Farben vorzugsweise nacheinander bei aufeinanderfolgenden
Aufenthalten verschiedener Exemplare des Kontrollstreifens 3 im
Beobachtungsbereich 5 der Kamera 1 gemessen. Dies
bedeutet, daß der
Sequencer 16 bei jeder Ankunft eines Exemplars des Kontrollstreifens 3 nur
eine einzige spektrale Gruppe von Lichtquellen 10 zu einem
Lichtblitz aktiviert und nur die Aufnahme eines einzigen Bildes
auslöst.
Um alle Farben zu messen, werden also so viele Aufnahmen nacheinander
gemacht, wie Farben zu messen sind. Diese sequentielle Abarbeitung
der einzelnen Farben wiederholt sich periodisch. Die Meßfrequenz
jeder einzelnen Farbe ist somit um einen der Anzahl der zu messenden
Farben entsprechenden Faktor geringer als die Frequenz des Auftretens
des Kontrollstreifens 3 im Beobachtungsbereich 5 der
Kamera 1. Dafür kann
aber eine relativ große
Anzahl von Farben mit hoher Genauigkeit untersucht werden.
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In
diesem Zusammenhang sei erwähnt,
daß der
für die
Beleuchtung in Frage kommende Spektralbereich keineswegs auf den
sichtbaren Wellenlängenbereich
beschränkt
ist. So kann es beispielsweise für
eine selektive Schwarzmessung notwendig sein sein, mit Infrarotlicht
zu beleuchten, oder es kann für
die Untersuchung von Druckerzeugnissen, bei denen der Bedruckstoff
Aufhellsubstanzen enthält,
eine Beleuchtung mit ultraviolettem Licht von Interesse sein. Es
gehört
zu den besonderen Vorteilen der vorliegenden Erfindung, daß die spektralen
Eigenschaften der Beleuchtung in weiten Grenzen bedarfsgerecht an
die jeweilige Meßaufgabe
angepaßt werden
können.
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Auch
soll die wiederholte Bezugnahme auf Farbdichtemessungen nicht bedeuten,
daß die
Erfindung nur hierfür
geeignet wäre.
Vielmehr ist sie ebensogut auch für eine spektralphotometrische
Farbmessung geeignet, wobei der Spektralbereich und die spektrale
Auflösung
durch die Auswahl der verschiedenen spektralen Gruppen von Lichtquellen 10 gezielt
auf die jeweilige Meßaufgabe
zugeschnitten werden kann. Dabei kommt es im übrigen grundsätzlich auch
in Frage, zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht nur eine einzige spektrale
Gruppe von Lichtquellen 10 zu aktivieren, sondern mehrere
gleichzeitig, um eine bestimmte spektrale Zusammensetzung des eingestrahlten
Lichtes durch Überlagerung
zu erreichen.
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Was
den Betrieb der Lichtquellen 10 angeht, so müssen die
von diesen abgegebenen Lichtblitze in ihrer Dauer einerseits so
kurz bemessen sein, daß sich
der Kontrollstreifen 3 während eines Lichtblitzes nicht
nennenswert bewegt, andererseits müssen sie aber eine ausreichende
Intensität
aufweisen, um für eine
sinnvolle Ausnutzung des Dynamikbereiches des Bildsensors 7 zu
sorgen. Diese beiden Anforderungen stehen bei gegebener maximaler
Lichtstärke der
Lichtquellen 10 im Widerspruch zueinander und bedürfen daher
einer Abwägung.
Grundsätzlich
ist somit eine möglichst
hohe Lichtstärke
erwünscht,
um einen Bildsensor 7 mit einem möglichst kurzen Lichtblitz ausreichend
aussteuern zu können.
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Bei
Leuchtdioden L1 bis L9 als
Lichtquellen kann eine deutliche Steigerung der Lichtstärke durch eine
kurzzeitige Überhöhung des
Stromes über
den für
Dauerbetrieb zulässigen
Maximalwert hinaus erreicht werden. Diese ist möglich, da die Zerstörung einer
Leuchtdiode L1 bis L9 durch
einen zu hohen Strom im Dauerbetrieb in erster Linie auf eine thermische Überlastung
durch die in Wärme
umgesetzte Verlustleistung zurückzuführen ist.
Wenn Strom nur in Form von sehr kurzen Impulsen zugeführt wird, dann
kann der für
Dauerbetrieb spezifizierte Maximalstrom weit überschritten werden, ohne daß eine Leuchtdiode
L1 bis L9 Schaden
nimmt, wobei selbstverständlich
gewährleistet
sein muß,
daß die
durchschnittliche Verlustleistung die Schwelle der thermischen Überlastung
nicht erreicht. Bei den im vorliegenden Zusammenhang in Frage kommenden
Frequenzen der abzugebenden Lichtimpulse ist eine Stromüberhöhung auf
das fünf-
bis zehnfache des für Dauerbetrieb
spezifizierten Maximalstromes möglich, wodurch
sich die für
eine ausreichende Aussteuerung des Bildsensors 7 benötigte Dauer
der Lichtimpulse deutlich verkürzen
läßt. Dies
ermöglicht
bei gegebener Maximalgeschwindigkeit des Druckerzeugnisses entsprechend
geringere Mindestanforderungen an die Höhe des Kontrollstreifens 3 und
somit eine Flächenersparnis.
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Um
zu verdeutlichen, daß die
in 1 dargestellte Realisierung der Lichtquellen 10 durch
Leuchtdioden L1 bis L9 keineswegs
die einzig mögliche
ist, zeigt 3 eine alternative Realisierung
mit Gasentladungsblitzlampen 24 bis 26. Die Blitzlampen 24 bis 26 sind
untereinander identisch und emittieren breitbandiges, annähernd weißes Licht.
Jeder der Blitzlampen 24 bis 26 ist ein jeweils
verschiedenes Farbfilter 27 bis 29 vorgeschaltet,
beispielsweise der Lampe 24 ein Rotfilter 27,
der Lampe 25 ein Grünfilter 28 und
der Lampe 26 ein Blaufilter 29.
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Die
gefilterten und damit nun spektral unterschiedlich zusammengesetzten
Lichtstrahlenbündel 30 bis 32 werden
mittels eines farbselektiven Strahlteilers 33 in eine annähernd gleiche
Richtung, nämlich
auf den Beobachtungsbereich einer Kamera ausgerichtet. Das rote
Strahlenbündel 30 und
das blaue Strahlenbündel 32 werden
an unterschiedlichen Grenzflächen
des Strahlteilers 33 aus unterschiedlichen Richtungen kommend
in annähernd
dieselbe Richtung abgelenkt, in der das grüne Strahlenbündel 31 den
Strahlteiler 33 ohne Ablenkung passiert, wobei diese Richtung
die Richtung zum Beobachtungsbereich einer Kamera ist. Im Strahlengang kann
nach dem Strahlteiler 33 auch noch eine Abbildungsoptik 34 vorgesehen
sein.
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Die
Wirkungsweise von optischen Strahlteilern ist an sich bekannt und
bedarf daher keiner Erläuterung.
Der Grund für
die Verwendung eines Strahlteilers 33 liegt in den größeren Abmessungen von
Gasentladungslampen 24 bis 26 im Vergleich zu Leuchtdioden
L1 bis L9, weshalb
mit Gasentladungslampen 24 bis 26 keine so hohe
Packungsdichte erreichbar ist. Die Lampen 24 bis 26 und
die Filter 27 bis 29 könnten daher nicht so eng nebeneinander
angeordnet werden, daß ihre
Strahlen nahezu parallel zueinander auf einen gemeinsamen Zielbereich
gerichtet wären.
Wie bereits bei der zuvor anhand 1 beschriebenen
Ausführungsform
mit Leuchtdioden ist auch hier die Anzahl drei der verschiedenen Lichtfarben
als rein beispielhaft zu verstehen und soll den Schutzbereich des
Patents ebenfalls keineswegs einschränken.
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Wenngleich
die anhand 1 beschriebene Ausführungsform
mit Leuchtdioden L1 bis L9 als
Lichtquellen 10 besonders bevorzugt ist, so ist die Erfindung
doch keineswegs auf die Verwendung dieser speziellen Art von Lichtquellen 10 beschränkt, was durch
die zuletzt beschriebene alternative Ausführungsform der Lichtquellen 10 als
Gasentladungslampen 24 bis 26 untermauert wird.
Allerdings ist die anhand 3 erläuterte Umlenkung
verschiedenfarbiger Lichtstrahlenbündel in eine gemeinsame Zielrichtung
an sich unabhängig
von der Art der verwendeten Lichtquellen. So könnten die Gasentladungslampen 24 bis 26 beispielsweise
durch Leuchtdiodenzeilen jeweils einheitlicher Lichtfarbe ersetzt
werden. Gegenüber
der Anordnung nach 1 ließe sich damit die Packungsdichte
der Leuchtdioden jeder Farbe und damit auch die Lichtintensität jeder Farbe
annähernd
um den Faktor drei erhöhen,
wenn man von den durch den Strahlteiler verursachten Verlusten absieht.