DE2739794A1

DE2739794A1 - Optische messeinrichtung, insbesondere tristimulus-colorimeter

Info

Publication number: DE2739794A1
Application number: DE19772739794
Authority: DE
Inventors: William H Conaway; Park French
Original assignee: Sterndent Corp
Current assignee: Sterndent Corp
Priority date: 1976-09-07
Filing date: 1977-09-03
Publication date: 1978-03-16
Also published as: CA1086981A; US4125329A; FR2363789A1; JPS5351785A; US4131367A

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine optische Meßeinrichtung vom Vergleichstyp und insbesondere auf ein Tristimulus-Kolorimeter, vor allem auf ein solches, das·zum Ausmessen der Zahnfarbe geeignet ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf Kolorimeterverbesserungen, die auch bei anderen Systemarten verwendbar sind, beispielsweise bei solchen mit optischen oder nicht-optischen Wandlern zum Erfassen bestimmter Erscheinungen und mit einer Meßschaltung, die die elektrischen Ausgangssignale des Wandlers zum Bilden einer visuellen Anzeige und/oder einer Steuerfunktion ausmißt bzw. auswertet.

Während die vorliegende Erfindung vor allem unter Bezugnahme auf ein Tristimulus-Kolorimeter vom Reflektionstyp beschrieben wird, bei dem eine für die roten, grünen und blauen Farbkomponenten eines Zahn bezeichnende digitale Anzeige gebildet wird, ist darauf hinzuweisen, daß die verschiedenen Merkmale der Erfindung auch bei anderen Arten einer Farbreflektion oder Reflektion ohne Farbe oder bei Ubertragungstypen für optische Meßeinrichtungen, nicht optische Wandlereingabemeßsysteme und dergleichen anwendbar sind.

Es wird auf folgende US-Patentanmeldungen verwiesen, die in einem gewissen Zusammenhang mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung stehen: Serial No. 499,479 vom 22. Aug. 1974, Serial No. 696,787 vom 16. Juni 1976, Serial No. 698,143 vom 21. Juni 1976.

In der ersten Anmeldung ist ein Kolorimeter offenbart, bei dem ein im Multiplexbetrieb arbeitender Doppelneigungsintegrator typ (dual slope integrator type) eines Digital voltmeters angewendet wird, um eine digitale Anzeige der roten, grünen

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und blauen Komponenten des von einem Objekt reflektierten Lichts zu bilden. In dem Integrator wird ein von einem Lichtsensor abgeleitetes erstes elektrisches Signal mit einem elektrischen Referenzsignal von einer elektrischen Energie- bzw. Versorgungsquelle verglichen, und die visuelle Anzeige der digitalen Farbwerte steht in einer Beziehung zu den Ergebnissen dieses Vergleichsvorgangs. Ein Farbfilterrad bringt in zyklisch aufeinanderfolgender Weise Rot-, GrUn- und Blau-Filter in den Meßlichtstrahl, der von dem Objekt zum Lichtsensor reflektiert wird, und die Multiplex-Sfchaltung wird mit dem Rad synchronisiert und bei jedem vollständigen Zyklus zurückgesetzt. Die synchronisierte Multlplexschaltung steuert dann automatisch den Betrieb des Integrators, um entsprechende Eichschaltungen einzuschalten und elektrische Ausgangssignale zu entsprechenden Rot-, Grün- und Blau-Sichtanzeigen zu leiten.

In den zweiten und dritten Anmeldungen sind entsprechend eine Einmal- bzw. Einfacheinstellung-Mehrfachfunktion- Eichschaltung zum Erleichtern der Driftkompensation in einem multiplexbetriebenen Verstärker mit mehreren selektiv angekoppelten RUckfUhrungskanälen und eine automatische Nullpunkteinstellungsschaltung zum Kompensieren von Dunkelströmen od. dgl. offenbart, wobei die letztgenannte Schaltung zum Eliminieren von Meßungenauigkeiten infolge gewöhnlich auftretender Dunkelströme oder anderer Leckströme in dem Wandler dient.

In der zuletztgenannten Anmeldung ist eine Anordnung optischer Elemente offenbart. Hierzu gehören Lichtleiter sowie Farbfilter zum Beleuchten eines Objekts und zum sequentiellen Leiten von unbekannten bzw. Meßstrahlen des von dem Objekt reflektierten farbigen Lichts sowie von Referenzstrahlen entsprechender Farben zu elnejn gemeinsamen Lichtsensor. Diese Elemente wie auch die anderen optischen Meß- und Prüfglieder können optische Fehler haben, durch die ein bekannter Teil

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des auftreffenden, reflektierten oder anderen Lichts, welches durch eines oder mehrere optische Elemente des Systems gelangt, beispielsweise durch Reflektion von einem zu einem anderen einer Vielzahl von Lichtpfaden abgelenkt oder einfach durch die optischen Elemente gedämpft wird. Da ein solcher optischer Fehler gewöhnlich auf einer internen Reflektion beruht, beispielsweise in einem gegabelten Lichtleiter oder in anderen optischen Elementen, durch die gleichzeitig zwei oder mehr Lichtstrahlen gelangen, wird ein solcher optischer Fehler nachfolgend als Reflektionsfehler bezeichnet; es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß ein solcher Reflektionsfehler auch andere optische Fehlerarten beinhalten soll.

Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Tristimulus-Colorimetc-rs.

Eine andere Aufgabe besteht in der Verbesserung der Genauigkeit von Messungen, die mit optischen Meßsystemen wie Tristimulus-Colorimetern und nicht optischen Meßsystemen durchgeführt werden.

Eine zusätzliche Aufgabe besteht darin, die Genauigkeit von in einem Doppelneigungsintegrator (dual slope integrator) durchgeführten Vergleichsvorgängen zu verbessern.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, Reflektionsfehler und/ oder andere optische Fehler in einem optischen Meßsystem zu kompensieren und darüber hinaus für eine einfache Kompensation von prozentual relativ feststehenden Fehlern in anderen Arten von Erfassungs- und Meßsystemen zu sorgen.

Eine andere Aufgabe besteht darin, in einem multiplexbetriebenen Schaltungssystem gesteuerte Verstärkungsgrade für entsprechende Verstärker vorzusehen.

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Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Driftkorrektur und eine ähnliche Eichung von multiplexbetriebenen Schaltungssystemen zu erleichtern.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Ausmessen der Farbe eines Objekts zu erleichtern wie eines Zahns od. dgl., und die gemessenen Farbwerte in passender Weise darzustellen.

Eine zusätzliche Aufgabe besteht darin, die Genauigkeit der mit einem Colorimeter durchgeführten Messungen unter Berücksichtigung der Tatsache beizubehalten, daß die Lichtquelle altern und die Intensität ihrer Lichtabgabe fallen können.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einem Tristimulus-Colorimeter ein multiplexbetriebenes Doppelneigungsintegrator-Digitalvoltmeter angewendet, in dem Meß- und Referenzlichtstrahlen verglichen werden, und zwar durch sequentielles Anlegen von elektrischen Meß- und Referenzsignalen, die repräsentativ für die zwei entsprechenden Lichtstrahlen sind, an die nicht-invertierenden und die invertierenden Eingänge des Integratorverstärkers. Darüber hinaus sorgt eine Kompensationsschaltung für eine Kompensation des Colorimeter-Ausgangssignals bezüglich des im optischen Teil des Colorimeters auftretenden Reflektionsfehlers.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einem verbesserten Tristimulus-Colorimeter ein Digitalvoltmeter vom Doppelneigungsintegratortyp benutzt. Dieses Glied vergleicht Meß- und Referenzlichtstrahlen und erzeugt ein für diesen Vergleichsvorgang bezeichnendes digitales Ausgangesignal. Bei einer Ausführungsform ist eine einzige Lichtquelle vorhanden, die um eine Lampe eine Umhüllung aufweist, um die Lampe gegenüber Schmutzeinflüssen abzuschirmen und somit die Stabilisierung der Lichtabgabe zu verbessern. Diese einzige

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Lichtquelle leitet Licht über entsprechende Lichtleiter, um ein optisch auszumessendes oder zu überprüfendes Objekt zu beleuchten und einen Referenzlichtstrahl zu bilden. Von dem Objekt herrührendes Licht eines Meßlichtstrahls und der Referenzlichtstrahl werden intermitierend oder sequentiell auf einen Lichtsensor geleitet. Ferner sind Farbfilter des Colorimeters in einem beweglichen Halter angebracht wie einem Farbfilterrad, der bzw. das sequentiell und zyklisch¹ ein Farbfilter in den Pfad des Meßlichtstrahls und nachfolgend dasselbe Farbfilter in eine Position in dem Lichtpfad des Referenzlichtstrahls bewegt, um hierdurch sicherzustellen, daß die bewirkte Farbfilterung eines jeden Lichtstrahls übereinstimmt. Es erfolgt dann ein Ausmessen einer jeden Farbe des Meßlichtstrahls relativ zu jeder entsprechenden Farbe des Referenzlichtstrahls mittels einer Meßschaltung, wodurch in einer bevorzugten Ausführungsform die schließlich entwickelten und vorzugsweise dargestellten Farbwerte entsprechende Verhältniswerte einer jeden Farbkomponente des Meßlichtstrahls zu jeder entsprechenden Farbkomponente des Referenzlichtstrahls beinhalten. Es ist sehr wichtig, daß somit das Colomimeter im wesentlichen unabhängig von der absoluten Intensität der Lichtquelle arbeitet, die im Laufe der Alterung Licht reduzierter absoluter Intensität, jedoch im wesentlichen konstanter Farbtemperatur oder spektraler Verteilung erzeugen kann. In ähnlicher Weise können sich die Färb- und/oder übertragungseigenschaften der verschiedenen Farbfilter beim Altern derselben ändern; vorteilhafterweise stellt jedoch die vorliegende Erfindung sicher, daß die Meß- und Referenzlichtstrahlen jeweils beide durch jedes Farbfilter gelangen, so daß die erwähnten Verhältniswerte im wesentlichen konstant bleiben.

Ein elektrisches Meßsignal, dat. durch eine Farbkomponente eines auf einen Lichtsensor auftreffenden Meß lichtstrahls erzeugt wird, wird durch eine Eichschaltung od. dgl. nor-

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alert und dann über eine vorbestlmmte Zeltdauer Integriert. Dann wird ein elektrisches Referenzsignal, welches von dem Lichtsensor erzeugt wird, wenn dieselbe Farbkomponente eines Referenzlichtstrahls auftrifft, in der relativ entgegengesetzten Polaritätsrichtung integriert. Zu einem gewissen Zeltpunkt während dieser zuletztgenannten Integration durchläuft das elektrische Ausgangssignal des Integrators einen vorbestimmten Signalpegel. Dieser Vorgang wird von einem Komparator erfaßt, der die Anzeige eines digitalen Wertes triggert, welcher für die bei der letztgenannten Integration verstrichene Zeit bezeichnend ist. Der angezeigte Wert ist repräsentativ für die Intensität der Farbkomponente der Meßlichtstrahlen, und ähnliche Messungen werden durchgeführt, um Anzeigewerte der anderen Farbkomponenten zu erhalten.

Bei einer Ausführungsfonn der Erfindung werden das elektrische Meßsignal zu einem nicht-invert!erenden Eingang des Integrators und das elektrische Referenzsignal zu einem invertierenden Eingang geleitet, wodurch die Notwendigkeit einer zusätzlichen invertierenden oder ähnlichen Schaltung entfällt. Mit Ausnahme des Schaltens der elektrischen Meß- und Referenzsignale an die entsprechenden Eingänge werden deshalb diese Signale im wesentlichen in gemeinsamen Kanälen entwickelt; dementsprechend werden eine Versetzungsdrift und ähnliche Diskrepanzen zwischen den Invertierenden und nicht-lnvertieren den Schaltungskanälen bekannter Vorrichtungen spürbar vermindert und/oder eliminiert.

Darüber hinaus ist ein Kompensationsschaltungsaufbau zum Unterdrücken des Einflusses eines Reflektionsfehlers od. dgl. vorgesehen, wobei dieser Fehler gewöhnlich einen relativ feststehenden Prozentsatz der Lichtzufuhr zum optischen Teil des Colorimeters und somit des Referenzlichtstrahls im wesentlichen direkt von der Lichtquelle ausmacht. Die Reflektionsunterdrückungsschaltung speichert ein elektrisches Kompen-

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satlonssignal als Prozentsatz des elektrischen Referenzsignals für Jede Farbe und liefert unter Steuerung einer Multiplexschaltung entsprechende elektrische Kompensationssignale für den gleichzeitigen, in der relativ entgegengesetzten Polaritätsrichtung erfolgenden Integrationsvorgang mit dem elektrischen Meßsignal.

Die Multiplexschaltung wird mit einem Farbfilterrad synchronisiert, das in zyklisch aufeinanderfolgender Weise die entsprechenden Farbkomponenten der Meß- und Referenzlichtstrahlen filtert. Der Synchronisationsvorgang erfolgt anfänglich beim Beginn des ersten vollständigen Zyklus und nachfolgend beim Beginn der Messung einer jeden entsprechenden Farbkomponente des Meßlichtstrahls. Die Multiplexschaltung enthält auch einen internen Synchronisationsmechanismus, der direkt einem Taktoszillator und einem Ausgangszähler zugeordnet ist, welcher die digitalen Ausgangssignale an die Anzeige liefert, zum Steuern der entsprechenden Betriebsvorgänge des Doppelneigungsintegrators und um sicherzustellen, daß alle Verstärkerschaltungen in dem Colorimeter ständig unter gesteuerten Verstärkungsbedingungengshalten werden. Dieses Merkmal verhindert beispielsweise einen unbegrenzten Verstärkungszustand, der eine Sättigung und ein nachfolgendes langsames Erholen des Verstärkers und/oder entsprechender Schaltungen begründen kann. Somit wird die Schaltung des Colorimeters in einem Zustand für einen sofortigen Eetrieb beim Ausmessen einer jeden Farbkomponente gehalten.

Diese sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer zeichnerisch dargestellten Ausführungsfonn, die nur beispielhaften Charakter hat und einen von verschiedenen Wegen aufzeigt, gemäß deren die Prinzipien der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden. Es zeigt

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Fig. 1 in einem Blockdiagrammwerbessertes Tristimulus-Colorimeter nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 in einer teilweise geschnittenen, perspektivischen Ansicht den optischen Teil des Colorimeters,

Fig. 3 in einem schematischen Diagramm, teilweise in Blockform,die Schaltung des Colorimeters,

Fig. A in einer tabellenartigen Darstellung die Betriebsweise von Teilen der Schaltung aus Fig. 3 und

Fig. 5 in einer graphischen Darstellung die Betriebsweise des Doppelneigungsintegrators in der Schaltung aus Fig. 3.

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In den Zeichnungen sind einander entsprechende Teile mit denselben Hinweiszahlen belegt. Fig. 1.zeigt ein erfindungsgemäßes TriStimulus-Kolorimeter vom Vergleichstyp. Das Kolorimeter 1 enthält einen optischen Teil 2, der unbekannte und. Referenzlichtstrahlen, welche zyklisch nacheinander auf ihre roten, grünen und blauen Farbkomponenten gefiltert werden, zu einem foto- bzw. lichtempfindlichen Wandler oder Fühler 3 leitet. Dieser erzeugt den unbekannten und den Referenzlichtstrahlen entsprechende elektrische Signale, welche die Intensität des Lichts einer Jeden auftreffenden Lichtfarbe wiedergeben.Diese elektrischen Signale werden in einer Meßschaltung 4 gemessen, die elektrische Ausgangssignale zum Anzeigen der entsprechenden Rot-, Grün- und Blau-Farbwerte in digitaler Form an einer ausgangsseitigen Anzeige 5 erzeugt. Die Meßschaltung 4 arbeitet im Multiplexbetrieb, um die verschiedenen Teile derselben wirkungsvoll auszunutzen und um eine große Genauigkeit zu erzielen, indem die als die Rot-, Grün- und Blau-Komponenten des unbekannten und des Referenzlichts gemessenen elektrischen Signale im wesentlichen dieselben Schaltungskanäle durchlaufen. Darüber hinaus enthält die Multiplex-Meßschaltung eine modifizierte Doppelneigungs-Integratorart eines Digitalvoltmeters, welches das unbekannte elektrische Signal für jede Farbe mit dem entsprechenden elektrischen Referenzsignal für jede Farbe vergleicht und entsprechende elektrische Ausgangssignale erzeugt, die für diese Vergleichsvorgänge bezeichnend sind und somit die Intensitäten der Farbkomponenten des unbekannten Lichtstrahls relativ zu den Farbkomponenten des Referenzlichtstrahls angeben. Die von dem Digitalvoltmeter erzeugten elektrischen Ausgangssignale werden vorzugsweise an der ausgangsseitigen Anzeige 5 wiedergegeben, oder sie können alternativ zu anderen Schaltungen geleitet werden, um auf die gemessenen Farben bezogene Piozeßsteuerungsfunktionen oder dergleichen zu bilden.

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In der Meßschaltung 4 sorgt eine automatische Nullpunkt-Einstellungsschaltung 6 (diese ist in der US-Patentanmeldung 698,143 näher beschrieben) für die Herstellung des Nullpunkts des elektrischen Ausgangssignals vom Fühler 3, um den Einfluß von Dunkolströmen und dergleichen zu vermeiden und dann die elektrischen unbekannten bzw. Meß- und Referenzsignale zu einem Verstärker 7 zu leiten. Diesem sind ein Eichschaltungsteil 8 und eine Einmaleinstellung-Eichschaltung 9 (diese ist detaillierter in der US-Patentanmeldung 696,787 beschrieben) zugeordnet, um die Verstärkung des Verstärkers 7 zu verändern und somit die elektrischen Meß- und Referenzsignale in bezug auf die Signale zu normieren, die erzeugt werden, wenn ein Objekt bekannter Farbeigenschaften mit dem Kolorimeter 1 überprüft wird. Nachfolgend beziehen sich geeichte Signale auch auf solche normierten Signale. Ein Teilerschalter 10 leitet das unbekannte elektrische Signal bzw. das Meßsignal nach dem Eichen zu einem nicht invertierenden Eingang eines Integrators für eine Integration in einer Polaritätsrichtung, wonach das elektrische Referenzsignal nach der Eichung zu. einem invertierenden Eingang des Integrators zwecks Integration in einer relativ entgegengesetzten Polaritätsrichtung geleitet wird. Der Integrator 11 integriert dementsprechend das unbekannte elektrische Signal über eine vorbestimmte Zeitdauer, bei deren Ablauf das elektrische Ausgangssignal des Integrators einen gegebenen Signalpegel erreicht; die nachfolgende Integration des elektrischen Referenzsignals erfolgt von diesem gegebenen Signalpegel aus in der Weise, daß das elektrische Integratorausgangssignal schließlich zu einem vorbestimmten Signalpegel zurückkehrt. Das Erreichen dieses Pegels wird von einem Komparator 12 erfaßt, der dann ein kurzesTrigger-oder Steuerungssignal für den nachfolgenden Zweck erzeugt.

Während der Integration des elektrischen Referenzsignals

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8 υ a ö I I/υ ν si

werden von einem Taktoszillator 13 erzeugte elektrische Impulse mittels eines herkömmlichen Dekadenzählers 14 gezählt. Das von dem Komparator 12 erzeugte Triggersignal veranlaßt eine Dekoder-Ausgangslogik 15 dazu, kurz eine der drei Rot-, Grün- oder Blau-Verriegelungsschaltungen I6r, 16g, 16b in der ausgangsseitigen Anzeige 5 zu öffnen, und zwar in Abhängig keit von der Jeweiligen dann von dem Fühler 3 erfaßten Farbkomponente, um den dann am Dekadenzähler 14 anstehenden momentanen Zählwert zu empfangen und zu speichern. Die geöffnete Verriegelungs- bzw. Halteschaltung wird dann sofort geschlossen bzw. gesperrt, und die Zählwerteingabe wird gespeichert und an eine der entsprechenden Rot-, Grün- oder Blau-Sichtanzeigen 17r, 17g, 17b der Anzeige 5 abgegeben. Eine detailliertere Beschreibung dieses Anzeigemechanismus ergibt sich aus der US-Patentanmeldung 499,479.

Eine Reflektionsunterdrückungsschaltung 18 speichert Kompensatlonssignale und liefert jeweils eines an den invertierenden Eingang des Integrators 11, wenn dieser das unbekannte elektrische Signal einer von dem Fühler 3 erfaßten entsprechenden Lichtfarbe integriert. Das integrierte Reflektionsunterdrückung-Kompensationssignal wird mit dem integrierten unbekannten elektrischen Signal algebraisch kombiniert, und zwar zwecks Kompensation dieses Signals in bezug auf Reflektionsfehler in dem optischen Teil 2. Jedes der gespeicherten Reflektionsunterdrückung-Kompensationssignale, und zwar jeweils eines für jede der von dem Fühler 3 augemessenen Farben, wird als ein Prozentsatz des elektrischen Referenzsignals abgeleitet, das während der Erfassung des Referenzlichtstrahls für die Farbe erzeugt wird.

Die Hauptsteuerung der im Multiplexverfahren betriebenen Schaltungen 20 ergibt sich durch ein Zählersteuerglied 21, das von einem Farbwechsel-Rückstellsynchronisationsteil 22 zurückgesetzt wird, und zwar zum Beginn einer Erfassung -27·

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einer neuen Lichtfarbe durch den Fühler 3. Das Zählersteuerglied 21 steuert direkt den Integrator 11

für

die Integrations-, Halte- sowie Entladevorgänge und den Taktoszillator 13 zum Ein- und Ausschalten desselben. Darüber hinaus spricht eine Dekoderlogikschaltung 23 auf die Steuersignale von dem Zählersteuerglied 21 an, um eine Zeitmultiplex- und Punktionssteuerung sowie-betriebsweise der automatischen Nullpunkt-einstellungsschaltung 6, des Eichschal tungsteils 8, des Teiler schalter s 10 und der Reftektionsunterdrückungsschaltung 18 zu bewirken. Ein Färbsteuerungszähler 24 leitet Farbsteuerungssignale, die für die jeweilige Farbe des von dem Fühler 3 erfaßten Lichts bezeichnend sind, zu der Dekoderlogikschaltung 23 und der Dekoderausgangslogik 15. Wenn das Kolorimeter 1 für die Inbetriebnahme anfänglich angeschaltet wird, erfaßt ein Farbfolgesynchronisationsteil 25 den Start eines Zyklus von aufeinanderfolgenden Filtervorgängen der unbekannten und der Referenz-Lichtstrahlen in dem optischen Teil 2 auf ihre Rot-, Grün- sowie Blau-Komponenten, um dem Farbsteuerungszähler 24 ein Synchronisationseingangssignal zuzuleiten, wodurch dieses Glied so eingestellt wird, daß die Farbsteuerungssignale für den von dem Fühler 3 zu Irgendeinem Zeitpunkt erfaßten Farblichtstrahl in passender Weise bezeichnend sind. Nach dieser Anfangssynchronisation des Farbsteuerungszählers 24 wird eine fortgesetzte Synchronisation durch das Zählersteuerglied 21 aufrecht erhalten, das automatisch durch den Dekadenzähler 14 wie auch durch den Farbwechsel-RÜckstellsynchronisationsteil 22 gesteuert wird.

In Fig. 2 sind die Elemente des optischen Teils 2 des Kolorimeters 1 dargestellt. Eine Lichtquelle 30, die eine in einer GehäuseumhUllung 32 angebrachte herkömmliche lichterzeugende Lampe 31 enthält, liefert Licht an Meß- und -28*

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flerferenzlichtleiter 33, 34. Die Lichtleiter sind vorzugsweise flexibel bzw. biegsam und können beispielsweise massiv bzw. voll oder faserartig ausgebildet sein. Darüber hinaus ist der Meßlichtleiter 33 vorzugsweise vom gegabelten Typ. Er enthält einen Abgabe- bzw. Auftreffabschnitt 331, der auftreffendes Licht auf ein Objekt 35 leitet, wie einen Zahn, um eine Beleuchtung desselben vorzunehmen, und einen Reflektionslichtabschnitt 33R, der das von dem Objekt reflektierte Licht empfängt und als Meßlichtstrahl in ein Farbdetektorgehäuse 36 leitet.

In dem Gehäuse 36 befindet sich ein Farbfilterrad 37 mit Rot-, Grün- und Blau-Farbfiltern 38r, 38g, 38b an winkelmäßig verlagerten Stellen. Das Farbfilterrad 37 wird von einem nicht dargestellten Motor gedreht, um in zyklisch aufeinanderfolgender Weise jedes der Farbfilter entsprechend zu positionieren, damit zuerst der Meßlichtstrahl 39 von dem Lichtleiter 33R und dann der schematisch bei 40 dargestellte Referenzlichtstrahl von dem Lichtleiter 34 gefiltert werden. Im übrigen unterbricht das Farbfilterrad 37 die Meß- und Referenzlichtstrahlen. Gemäß der Darstellung wird beispielsweise die durch das Rot-Farbfilter 38r geleitete Meßlicht-Farbkomponente von einer ersten Linse 41 kollimiert bzw. in parallele Strahlen umgewandelt, wonach dann eine Konzentration bzw. Bündelung mittels einer zweiten Linse auf den Fühler 3 erfolgt, wobei es sich beispielsweise um einen herkömmlichen lichtempfindlichen Transistor handeln kann. Der Sensor bzw. Fühler 3 erzeugt dann sein elektrisches Meßsignal, das für die Intensität des darauf auftreffenden Lichts bezeichnend ist. Gleichzeitig ist der Referenzlichtstrahl 40 von dem Farbfilterrad 37 unterbrochen. Nachdem sich dann das Farbfilterrad 37 beispielsweise im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 2 gedreht hat, unterbricht das Farbfilterrad den Meßlichtstrahl 39, unC das Rot-Farbfilter 38r läßt die rote Farbkomponente des Referenzlichtstrahls 40 auf

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eine Fensterplatte bzw. Blende 43 fallen. Der durch die Blende gelangende Teil des Referenzlichtstrahls wird mittels eines Prismas 44 auf die zweite Linse 42 geleitet, die den Referenzlichtstrahl auf den Sensor bzw. Fühler 3 konzentriert, so daß dieser sein elektrisches Referenzsignal erzeugt, das für die Intensität der roten Farbkomponente des auftreffenden Referenzlichtstrahls bezeichnend ist. Das Farbfilterrad 37 arbeitet in ähnlicher Y/eise, um die grünen und blauen Farbkomponenten der Meß- und Referenzlichtstrahlen hindurchzulassen. Ein Infrarotfilter 45 ist in dem Gehäuse 36 angeordnet, um Infrarotlicht oder -strahlung auszufiltern, das bzw. die von den Referenz- und Meßlichtstrahlen herrühren und durch die entsprechenden Farbfilter 38r, 38g, 38b gelangen könnte.

Eine Lichtmenge von der Lichtquelle 30 wird auch mittels eines Paares von Synchronisationslichtleitern 46,47 empfangen, die das empfangene Licht zum Farbdetektorgehäuse 36 leiten. Im einzelnen leitet der Lichtleiter 46 einen Farbfolgesynchronisations-Lichtstrahl 25L zum Farbfilterrad 37. Wenn eine darin ausgebildete öffnung 48 mit dem Lichtleiter 46 ausgerichtet ist, und zwar unmittelbar vor dem Ausrichten des Rot-Farbfilters 38r zum Filtern des Meßlichtstrahls 39, was dem Start bzw. Beginn eines Rotations- und Filterzyklus des Farbfilterrades entspricht, wird der Synchronisationslichtstrahl 25L zu einem Foto- bzw. Lichtsensor 49 geleitet. Dieser ist an den Farbfolgesynchronisationsteil 25 der in Fig. 1 und 3 dargestellten Meßschaltung 4 angekoppelt und erzeugt ein elektrisches Signal, um den Farbsteuerungszähler 24 in Bereitschaft zu setzen, damit die Meßschaltung 4 das rote Licht ausmißt.

In dem Farbfilterrad 37 sind ferner drei zusätzliche öffnungen 5Or, 50g, 50b winkelmäßig versetzt angeordnet, um von dem zweiten Synchronisationslichtleiter 47 einen Farbwechsel- -30-

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rückstellsynchronisatlon-Lichtstrahl 22L zu einem weiteren Foto- bzv/. Lichtsensor 51 immer dann zu leiten, wenn ein entsprechendes Farbfilter wie das Farbfilter 3OR, in der dargestellten Weise mit dem Meßlichtstrahl ausgerichtet ist. er zusätzliche Lichtsensor 51 ist an den Farbwechsel-Rückstellsynchronisationsteil 22 der Meßschaltung 4 angekoppelt und liefert beim Empfangen eines Lichteingangssignals ein elektrisches Ausgangssignal an den Farbwechsel-Rückstellsynchronisationsteil, welcher dann dem Zählersteuerglied 21 angibt, daß die Messung des elektrischen Meßsignals vom Fühler 3 beginnen sollte, was einem Zurückstellen des Zählersteuergliedes 21 entspricht. Da der Farbsteuerungszähler bereits in der beschriebenen Weise anfänglich von dem Farbfolgesynchronisation-Lichtstrahl 25L eingestellt wurde, ist die Meßschaltung 4 nunmehr zum Messen des roten Lichts bereit, d.h. sie kann einen Vergleich der roten Farbkomponente des Meßlichtstrahls 39 mit derjenigen des Referenzlichtstrahls 40 vornehmen, und die folgende Beschreibung bezieht sich auf die Durchführung einer solchen Messung. Die Meßschaltung 4 arbeitet zum Ausmessen des grünen und blauen Lichts in ähnlicher Weise, wie es nachfolgend kurz erläutert wird.

In der Meßschaltung 4 werden die verschiedenen im Multiplex betriebenen Schaltungen 20 angewendet, um eine wirkungsvolle Ausnutzung der verschiedenen Schaltungselemente zu erzielen und um eine große Genauigkeit bezüglich der von der Meßschaltung durchgeführten Messungen sicherzustellen. Zum Erfassen der Meß- und Referenzlichtstrahlen wird ein einziger Fühler 3 benutzt, so daß mögliche Schwankungen zwischen meh reren Fühlern eliminiert werden. Darüber hinaus durchlaufen die elektrischen Meß- und Referenzsignale exakt dieselben Schaltungen zum Integrator, wo ihr Vergleichsvorgang erfolgt. Auf diese Weise werden differentielle bzw. unterschiedliche Driftvorgänge und dgl. zwischen Schaltungselementen von

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bisher benutzten separaten Meß- und Referenzschaltungen eliminiert. Die elektrischen Meß- und Referenzsignale durchlaufen dieselben Schaltungen der automatischen Nullpunkteinstellungsschaltung 6 und werden in derselben Weise vom Verstärker 7 verstärkt, obgleich dieser selektiv eingestellt wird, um verschiedene entsprechende Verstärkungen durch den im Multiplexbetrieb arbeitenden Eichschaltungsteil 8 zu erhalten; die elektrischen Meß- und Referenzsignale gelangen nach dem Eichen durch den Teilerschalter 10 direkt zu den entsprechenden nicht-invertierenden und invertierenden Eingängen des Integrators 11. Da somit dafür gesorgt wird, daß die elektrischen Meß- und Referenzsignale für die sequentiell auf den Fühler 3 auftreffenden Meß- und Referenzlichtstrahlen einer Jeden Farbe genau bezeichnend sind, entsprechen die gewöhnlich an der Anzeige 17 dargestellten digitalen Werte genau den Intensitäten der Farbkomponenten des Meßlichtstrahls.

Gemäß der nachfolgenden Beschreibung wiederholen sich in der Meßschaltung 4 Elemente, die durch Hinweiszahlen mit einem Zusatz r, g oder b bezeichnet sind, wobei sich diese Zusätze auf die roten, grünen und blauen Farbkomponenten beziehen. Diese Wiederholung erfolgt einmal für Jede normalerweise gemessene Farbe, und die Betriebsweise der Elemente einer jeden solchen Gruppe ist übereinstimmend. Darüber hinaus beziehen sich das elektrische Rot-Meßsignal und das elektrische Rot-Referenzsignal auf diejenigen elektrischen Signale , die von dem Fühler erzeugt und nachfolgend geeicht oder verstärkt werden, wenn die rote Farbkomponente der Meß- und Referenzlichtstrahlen auftrifft; ähnliche Bedeutungen haben entsprechend die elektrischen Grün- und Blau-Meß- sowie -Referenzsignale.

In Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm der Meßschaltung 4 detailliert dargestellt. Verschiedene positive Anschlüsse

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60 beinhalten einen Gleichstromversorgungsanschluß von beispielsweise 12 Volt einer nicht dargestellten herkömmlichen Versorgungsquelle; verschiedene interne Schaltungsmasseanschlüsse 61 beinhalten eine Verbindung mit derselben Versorgungsquelle, und zwar auf einem Massepotential relativ zu den Anschlüssen 60; Chassismasseanschlüsse 62 sind mit dem Chassis bzw. Gehäuse und der externen Masse des Colorimeterinstruments verbunden. Gewöhnlich wird das relative Potential der internen Schaltungsmasseanschlüsse 61 etwas höher gehalten als dasjenige der Chassismasseanschlüsse, um geeignete Potentialdifferenzen an entsprechenden Schaltungselementen für einen geeigneten Betrieb derselben sicherzustellen. Wenn es jedoch erwünscht ist, können die Schaltungsbetriebsparameter so ausgelegt sein, daß die Anschlüsse 61 und 62 gekoppelt sowie auf einem gemeinsamen Massepotential gehalten werden.

Wenn der Farbfolgesynchronisation-Lichtstrahl 25L durch das Farbfilterrad 37 aus Fig. 2 gelangt und auf den Lichtsensor 49 auftrifft, veranlaßt dieser einen Verstärker 63 in dem Farbfolgesynchronisationsteil 25 zum Erzeugen eines kurzen positiven Signals an seiner Ausgangsleitung 64. Das Signal wird zu den Rücksetzeingängen eines JK Flipflops 65 des Farbeteuerungszählers 24 geleitet, um für die anfängliche Synchroni sation sei ns teilung des letzteren zu sorgen. Das JK Flipflop 65 hat zwei Stufen mit den vier dargestellten Ausgängen Q₁, U₁, Q₂ und 0"₂. Beide Stufen des Flipflops 65 sind durch eine Leitung 66 gekoppelt, um periodisch von dem Zählersteuerglied 21 ein taktendes Steuersignal zu empfangen. Dieses Signal veranlaßt einen sequentiellen Zählbetrieb des Flipflops 65f nachdem dieses anfänglich durch den Farbfolgesynchronisationsteil 25 zurückgesetzt wurde.

Die zwei Stufen des Flipflops 55 sind gemäß der Darstellung verbunden bzw. angeschlossen, um erste, zweite und dritte Zählzustände in Jedem der vier entsprechenden Q₁, U₁, Q₂, $₂~

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Ausgänge zu bilden. Diese können relativ hohe bzw. logische 1-Signale von beispielsweise etwa 12 Volt Gleichspannung oder relativ niedrige bzw. logische O-Signale von beispielsweise 0 Volt annehmen. Die nachfolgende Tabelle I zeigt die logischen■Signale an den vier Ausgängen des Flipflops für die drei Zählzustände desselben.

Tabelle I

Ausgang Q₁ U₁ Q

Erster Zählzustand 0 10 1 Zweiter Zählzustand 10 0 1 Dritter Zählzustand 10 10

Wenn das Flipflop 65 anfänglich von dem Farbfolgesynchronisationsteil 25 eingestellt wird, nimmt es den ersten Zählzustand an, der bei der bevorzugten Ausführungsform anzeigt, daß das rote Licht die nächste Farbe ist, welche von dem Fühler 3 zu erfassen und von der Meßschaltung 4 auszumessen ist. Das nächste taktende Steuerungssignal von dem Zählersteuerglied 21 bringt das Flipflop 65 in einen zweiten Zählzustand, welcher anzeigt, daß nunmehr das grüne Licht zu erfassen und auszumessen ist. Das nächstfolgende taktende Steuerungssignal bringt das Flipflop 65 in den dritten Zählzustand, der in ähnlicher Weise für das blaue Licht bezeichnend ist. Das dann folgende taktende Steuerungssignal, das normalerweise auftreten würde, bevor der Farbfolgesynchronisationsteil 25 einen Impuls an der Leitung 64 erzeugt, bringt das Flipflop 65 wiederum in den ersten Zählzustand; nach dem anfänglichen Einstellen bzw. Setzen durch den Farbfolgesynchronisationsteil verbleibt somit der Farbsteuerungszähler automatisch mit dem Farbfilterrad synchronisiert, und zwar über die taktenden Steuerungssignale von dem Zählersteuerglied. -34-

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Nach dem anfänglichen Setzen in den ersten Zählzustand erzeugt das Flipflop 65 in dem Farbsteuerungszähler 24 an Logikleitungen 67, 68, 69, 70 entsprechende logische 0-, 1-, 0-, 1-Signale. Kurz danach dreht das Farbfilterrad 37 die öffnung 48 aus dem Pfad des Farbfolgesynchronisations-Lichtstrahls 25L und die öffnung 50r in eine Ausrichtung mit dem FarbwechselrUckstellsynchronisation-Lichtfitrahl 22L. Der letztere gelangt zu dem zusätzlichen Lichtsensor 51, welcher einen Verstärker 71 in dem Farbwechel-Rückstel!synchronisationsteil 22 dazu veranlaßt, zum Rückstellen bzw. Zurücksetzen des Zählersteuergliedes 21 kurz einen Rückstellimpuls an einer Leitung 72 zu erzeugen. Dieses Zurücksetzen erfolgt vorzugsweise, wenn die durch das Farbfilter 3Or gefilterte rote Farbkomponente des Meßlichtstrahls 39 auf den Fühler 3 auftrifft.

Das Zählersteuerglied 21 kann ein herkömmlicher Dekadenzähler sein, der durch einen seinem Rücksetzanschluß 21R zugeführten Rücksetz- bzw. Rückstellimpuls in einen Null-Zählzustand zurückgesetzt wird. Das Zählersteuerglied hat fünf Ausgänge, die entsprechend angeschlossen sind, um Steuerleitungen 73 bis 77 in Abhängigkeit vom Zählzustand des Zählersteuergliedes logische 0 und logische 1 Signale zuzuführen. In seinem nullten Zählzustand leitet das Zählersteuerglied 21 ein logisches 1 Signal zur Steuerleitung 73 und logische 0 Signale zu den anderen Steuerleitungen. In den zweiten, dritten, vierten und fünften Zählzuständen leitet das Zählersteuerglied logische 1 Signale entsprechend zu den Steuerleitungen 74 bis 77 und logische 0 Signale zu den übrigen Steuerleitungen. Das Zählersteuerglied 21 hat einen ersten Zählzustand, bei dem alle Steuerleitungen 73 bis 77 logische 0 Signale empfangen.

Nachdem das Zählersteuerglied 21 in der beschriebenen Weise zurückgesetzt worden ist, erzeugt es ein logisches 1 Signal

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an der Steuerleitung 73. Dieses Signal wird von einem invertierenden Verstärker 78 in der Dekoderlogikschaltung 23 invertiert, so daß ein logisches 0 ^öignal zum Öffnen eines elektronischen Schalters 79 diesem zugeleitet wird, welcher wie andere elektronische Schalter ein herkömmlicher, transistorisierter, bilateraler Torschalter od. dgl. sein kann. Das logische 1 Signal an der Steuerleitung 73 wird auch mehreren UND-Toren 8Or, 80g, 80b in der Dokoderlogikschaltung 23 zugeleitet, um beispielsweise eine Diode 81r in Sperrichtung vorzuspannen. Da sich ferner das Flipflop 65 in dem Farbsteuerungszähler 24 in dem ersten Zählzustand befindet, sorgen logische 1 Signale an den Logikleitungen 68 und 70 auch für ein Vorspannen von Dioden 82r, 83r in Sperrichtung. Somit ergibt sich ein relativ hohes oder logisches 1 Signal an einem Steuereingang 84r eines elektronischen Schalters 85r, der somit geschlossen ist, um den Rot-Eichschaltungskanal 86r in den Rückkopplungszweig des Verstärkers 7 zu schalten.

Das in Abhängigkeit von der roten Komponente des auftreffenden Meßlichtstrahls von dem Fühler 3 erzeugte elektrische Meßsignal gelangt zu einem nicht-invertierenden Eingang eines Vorverstärkers 88. Dieser hat ein in Rückführung - bzw. Rückkopplungsbeziehung angekoppeltes Grobeichungs- bzw. Trimmpotentiometer 89 zum Steuern des Verstärkungsgrades, um die verschiedenen Elemente der Meßschaltung 4 in ihren normalen Bereichen arbeiten zu lassen und um einen optimalen Signalrauschabstand zu erzielen. Zu dieser Zeit hält das logische 0 Signal an der Steuerleitung 76 einen elektronischen Schalter 90 in der automatischen Nullpunkteinstellung 6 geöffnet, so daß das vorverstärkte elektrische Meßsignal durch einen Kondensator 91 in der automatischen Nullpunkteinstellungsschaltung an einen nicht-invertierenden Eingang 92 des Verstärkers 7 für ein weiteres Verstärken angekoppelt wird. Der Vorverstärker 88 und der Hauptverstärker 7 sind vorzugsweise Operationsverstärker mit großer

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Eihgangsimpedanz, um optimale Signaltrennungs- und Verstärkungssteuerungsfähigkeiten zu erzielen.

Der Rot-Eichschaltungskanal 86r, der nu nnehr an den Verstärker 7 angekoppelt ist, und zwar durch das Zählersteuerglied 21 und den Farbsteuerungszähler 24, die über die Dekoderlogikschaltung 23 arbeiten, um den elektronischen Schalter 85r zu schließen, enthält ein Spannungsteiler-Netzwerk 93r, das einstellbar ist, um im angeschlossenen Zustand eine Grundverstärkung des Verstärkers 7 herzustellen, und ein Potentiometer 94r, welches einstellbar ist, um einen Bereich einer zusätzlichen Änderung der Grundverstärkung herzustellen. Der elektronische Schalter 85r koppelt den Rot-Eichschaltungskanal 86r zwischen den Ausgang und den invertierenden Eingang 95 des Verstärkers 7.

Darüber hinaus enthält die Einnialeinstellung-Eichschaltung 9 in einer Reihenschaltung ein Potentiometer 96 und einen Widerstand 97. Diese Glieder haben eine kombinierte Impedanz, die viel größer als diejenige des ebenfalls mit dem invertierenden Eingang 95 verbundenen Spannungsteilers 93r ist. Die kombinierte Impedanz ist auch größer als diejenige eines jeden der Spannungsteiler 93g, 93b in den Grün- und Blau-Eichschal tungskanälen 86g, 86b. Wie es detaillierter in der US-Patentanmeldung 696 787 beschrieben ist, bestimmt somit die Einstellung des Potentiometers 96 den Prozentsatz der Bereiche einer zusätzlichen Änderung der Grundverstärkungen für jeden Eichschal tungskanal, um den die Grundverstärkungen tatsächlich geändert werden. Die von dem Fühler erzeugten elektrischen Signale können für jede hiervon erfaßte Farbe in unterschiedlicher Größe driften, beispielsweise aufgrund einer Alterung, infolge von Temperaturänderungen od. dgl. Der Hauptzweck der Einmaleinstellung-Eichschaltung besteht darin, den Verstärkungsgrad de?* Verstärkers 7 für ein solches Driften, wie es in der zuvor erwähnten Anmeldung beschrieben

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wurde, gleichzeitig zu kompensieren.

Die Grundverstärkung des Verstärkers wird bei angekoppelter Rot-Eichschaltung 86r gewöhnlich experimentell bestimmt, und zwar durch optisches überprüfen sowie Ausmessen eines Referenzobjekts 85 bekannter Rot-Farbeigenschaften und durch Einstellen des Spannungsteilers 93r, bis passende Rot-Farbwerte von der Rot-Anzeige 17r dargestellt werden, während die Bereichseinstellungs- und Einmaleinstellungspotentiometer 94r, 96 so gedreht bzw. eingestellt werden, daß entsprechend minimale und maximale Impedanzen vorliegen. Die Grün- und Blau-Eichschaltungen 96g, 96b werden in ähnlicher Weise eingestellt. Nachdem die Meßschaltung 4 im wesentlichen vollständig gealtert ist, werden das Einmaleinstellung-Potentiometer im Sinne einer minimalen Impedanz und die entsprechenden Bereichseinstellungspotentiometer während der überprüfung des Referenzobjekts so eingestellt, daß die entsprechend dargestellten Farbwerte auf ihre ursprünglichen Werte zurückgebracht werden. Wenn dann bei der nachfolgenden Benutzung des Colorimeters 1 ein Driften auftritt, ist gewöhnlich nur eine Einstellung des Einmaleinstellung-Potentiometers 96 erforderlich, um den Verstärker gleichzeitig für verschiedene Driftgrößen im Bezug auf jede gemessene Farbe zu korrigieren.

Somit wird das elektrische Meßsignal von dem Verstärker 7 verstärkt, der mit einem Verstärkungsgrad versehen ist, welcher von der Impedanz des Rot-Eichschaltungskanals 86r und der Einmaleinstellung-Eichschaltung 9 bestimmt ist. Das verstärkte Signal ergibt sich an einer Leitung 98.

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Das an der Steuerleitung 73 anstehende logische 1-Signal, wird auch gleichzeitig zum Teilerschalter 10 geleitet, um einen elektronischen Schalter 100U zu schließen, der nach dem Eichen das unbekannte elektrische Signal an der Leitung 98 zum nicht invertierenden Eingang 101 des Verstärkers des· Integrators 11 leitet. Dieser enthält zusätzlich einen Integrationskondensator 103, der zv/ischen den Verstärkerausgang 104 und den invertierenden Eingang 105 geschaltet ist. Der Verstärker 102 hat auch eine Ausgleichsschaltung (offset circuit) zum Einstellen in herkömmlicher Weise. Ein elektronischer Schalter 106, der die vom invertierenden Eingang abgelegene Seite eines Integrationswiderstandes 107 mit dem internen Masseanschluß 61 verbindet, und ein elektronischer Schalter 108 in der Reflektionsunterdrückungsschaltung 10 empfangen auch das logische 1-Signal an der Steuert.oitung 73, weshalb diese Schalter schließen.

Da sich die Logikleitungen 68 und 70 zu diesem Zeitpunkt auf den Pegeln des logischen 1-Signals befinden, werden Dioden 109r, 11Or eines mit einem zweifachen Eingang versehenen UND-Tors 111r in der Dekoderausgangslogik 15 in Sperrichtung vorgespannt, so daß das positive Signal am Anschluß 60 ein logisches 1-Signal an einer Leitung 112r erzeugt, um einen elektronischen Schalter 113r in der Reflektionsunterdrückungs· schaltung 18 zu schließen. Da auch der elektronische Schalter 108 geschlossen ist, wird ein in einem Speicherkondensator 1i4r in der Reflektionsunterdrückungsschaltung 18 gespeichertes Rot-Kompensationssignal zu dem invertierenden Eingang 105 des Integrators 11 geleitet, und zwar für eine gleichzeitige Integration mit dem unbekannten elektrischen Rot-Signal. Das Rot-Kompensationssignal wird gewöhnlich während eines Teils des vorherigen Meßzyklus für das rote Licht in dem Kondensator 1i4r gespeichert, wie es noch näher erläutert wird. Das gespeicherte Rot-Kompensationssignal ist

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ein Prozentsatz des elektrischen Rot-Referenzcignals an der Leitung 98, nach der Eichung, und ein einstellbarer Spannungsteiler 115r bestimmt diesen Prozentsatz. Ein Verstärker 116, der eine hohe Eingangsimpedanz hat und mit einer Rückkopplungsschleife 117 für einen Verstärkungsgrad 1 versehen ist', sorgt für eine Signaltrennung, um ein Belasten bzw. Entladen des Speicherkondensators 1i4r zu vermeiden, und leitet das Rot-Kompensationssignal über den geschlossenen elektronischen Schalter 108 sowie einen Widerstand 118 zum invertierenden Eingang 105 des Integrators 11. Somit wird eine gleichzeitige Integration des unbekannten elektrischen Rot-Signals an der Leitung 98, nach der Eichung, und des Rot-Kompensationssignals eingeleitet, um für eine vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt zu werden, was in der folgenden Weise durchgeführt wird. Das logische O-Signal, das von dem Zählersteuerglied 21 an der Steuerleitung 77 erscheint, wird durch einen invertierenden Verstärker 119 invertiert und einem Steuereingang 120 des Taktoszillators 13 zugeführt, der einschaltet und an seiner Takt-Ausgangsleitung 121 elektrische Impulse zum Einleiten der vorbestimmten Zeitdauer erzeugt. Diese Impulse gelangen über einen Transistorausgang 122 zum Eingang des Dekadenzählers 14, der die Anzahl der empfangenen elektrischen Impulse zählt. Bei der bevorzugten Ausführungsform zählt der Dekadenzähler 14 bis zu einem vorbestimmten maximalen Zählwert von 400, wonach er sich automatisch zurückstellt, um mit dem Zählen der nächsten 400 Impulse in herkömmlicher Weise zu beginnen. Die angegebene Impulsanzahl ist lediglich beispiel/haft. Nach dem Erreichen des vorbestimmten Zählwertes von beispielsweise 400, oder eines anderen vorbestimmten Zählwertes, wenn dieses erwünscht ist, erzeugt der Dekadenzähler in herkömmlicher Weise ein kurzes Signal, das das Erreichen des vorbestimmten Zählwerts und das Rücksetzen des Dekadenzählers anzeigt. Dieses Signal gelangt über eine Leitung 123, einen Widerstand 124, eine Diode 125 und einen invertierenden Transistor

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126 als ein Taktsignal an einer Leitung 127 zum Takteingang 21C des Zählersteuergliedes 21, welches durch dieses Signal in den nächsten Zählzustand gebracht wird. Mit dem Umschalten von seinem nullten zu seinem ersten Zählzustand beendet das Zählersteuerglied die erwähnte vorbestimmte Zeitdauer.

Die' oben beschriebene Betriebsweise ist zum Teil in der zum Zeitpunkt t₀ beginnenden Kurvendarstellung aus Fig. 4 zusammengefaßt. Dementsprechend sorgt zum Zeitpunkt t_Q die Vorderflanke 128 eines Farbrücksetzimpulses 129, der an der Leitung 72 zwischen dem Farbwechsi-Rückstellsynchronisationr.-teil 22 und dem Rücksetzeingang 21R des Zählersteuergliedes 21 erscheint, für ein Zurücksetzen des letzteren; das Zählersteuerglied wird somit in seinen Nullzählungszustand gebracht, wie es im Block 130 angegeben ist; der Taktoszillator 13 und der Dekadenzähler 14 sind in Betrieb, wie es durch einen Block 131 dargestellt ist; der elektronische Schalter 90 ist geöffnet, so daß die automatische Nullpunktseinstellungsschaltung 6 außer Betrieb gesetzt ist, wie es durch eine Linie 132 dargestellt ist; das Meßlichtstrahl-Signal 39 aus Fig. 2 trifft auf den Fühler 3 auf, wie es durch einen Blook 133 dargestellt ist; und der Integrator 11 integriert das elektrische Meßsignal, nach der Eichung, und gleichzeitig das Kompensationssignal von der Reflektionsunterdrückungsschaltung 18, was durch einen Block 134 dargestellt ist.

In der graphischen Darstellung aus Fig. 5 ist der Verlauf des elektrischen Ausgangssignals als integrierter Spannungspegel Vq des Integrators 11 während dessen Betrieb dargestellt. Die Zeiten t₀, t₁, t^ und t, entsprechen den in Fig. 4 angegebenen Zeiten bzw. Zeitdauern.

In der Graphik aus Fig. 5 repräsentiert eine durchgezogene Linie 135 den Wert des elektrischen Ausgangsspannungspegels V₀ des Integrators 11 ohne Berücksichtigung des Kompensations- -41-

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signal-Integrationseinflusses 136, der gestrichelt dargestellt ist; eine gestrichelte Linie 137 zeigt den elektrischen Ausgangsspannungspegel Vq unter Berücksichtigung des Kompensationssignals und dementsprechend der algebraischen Zusammenfassung mit dem elektrischen Meßsignal während der Integration.

Zum Zeitpunkt t_Q der Graphik aus Fig. 5 wird das elektrische Rot-Meßsignal durch den elektronischen Schalter 100U in dem Teilerschalter 10 zu dem nicht invertierenden Eingang 101 des Integratorverstärkers 102 geleitet. Hierdurch springen das elektrische Ausgangssignal des Integrators wie auch die linke Seite des Integrationskondensators 103 sofort auf einen Wert V , nämlich auf die momentane Spannung des elektrischen Rot-Meßsignals. Dieses ist durch die durchgezogene Linie 135 in Fig. 5 dargestellt. Zwischen den Zeitpunkten t_Q und t.j wird das elektrische Rot-Meßsignal in üblicher Weise integriert, so daß v/ährend dieser Zeitdauer das elektrische Ausgangssignal der durchgezogenen Linie 135 der Graphik aus Fig. 5 folgt. Infolge des Sprungs der Ausgangsspannung Vq zum Zeitpunkt t_Q erfolgt die erwähnte Integration nach folgender Formel:

1 Γ*¹

Vo=Vu⁺-W- ^Vu^dt

In dieser Gleichung entsprechen R dem Widerstandswert des Widerstandes 107, C dem Kapazitätswert des Kondensators 103, und die Zeitkonstante RC ist sehr viel größer als die vorbestimmte Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t~ und t₁. Ohne Berücksichtigung des Einflusses des Kompensationssignals,werde] zum Zeitpunkt t., wie es nachfolgend näher beschrieben wird,

der Schalter 100U geöffnet und das elektrische Rot-Meßsignal V von dem nicht invertierenden Eingang 101 abgenommen, um den Integrationsvorgang zu unterbrechen. Somit -42-

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fällt der Ausgangsspannungspegel V₀ um einen Wert V , so daß der resultierende Wert des Ausgangsspannungspegels V₀ nach der Integration des elektrischen Meßsignals V repräsentativ für das Zeitintegral des Meßsignals über die vorbestimmte Zeitdauer ist.

Während der Integration des elektrischen Rot-Meßsignals wird jedoch auch das Rot-Ko lipensationssignal integriert. Ohne Berücksichtigung der gleichzeitigen Integration des elektrischen Meßsignals führt die Integration des Kompensationcsignals dazu, daß das elektrische Ausgangssignal des Integrators 11 dem gestrichelten Linienabschnitt 136 der Graphik aus Fig. 5 folgt, bis am Zeitpimkt t,., dem Ende der vorbestimmten Zeitdauer, eine ReiQßktionsunterdrückungssparmung V_DV erreicht ist.

Das elektrische Meßsignal und das Kompensationssignal werden während der Integration algebraisch konbiniert, so daß der Ausgangsspannungspegel V₀ des Integrators 11 tatsächlich dem gestrichelten Linienteil 137 der Graphik aus Fig. 5 folgt.

Zum Zeitpunkt t., dem Ende der vorbestimmten Zeitdauer für die Integration des elektrischen Meßsignals, veranlaßt ein Impuls von dem Dekadenzähler 14 den Transistor 126 dazu, die Leitung 127 kurzzeitig mit dem relativen Massepotential zu verbinden, wie es an der Vorderflanke 130 des in Fig. 4 dargestellten elektrischen Signals dargestellt ist. Die ins Positive gehende Rückflanke 139 des elektrischen Signals, welches aus Gründen einer klaren zeichnerischen Darstellung bezüglich seiner Weite bzw. Breite übertrieben dargestellt ist, erscheint am Takteingang 21C als ein Taktsignal für das Zählersteuerglied 21, um das letztere in seinen nächsten Zählzustand umzuschalten, im vorliegenden Fall in seinen ersten Zählzustand gemäß der Darstellung des Blocks 140 aus

Fig. 4.
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Dieser erste Zählzustand des Steuergliedes 21 führt zwischen den Zeitpunkten t* und tp zu einem Haltezeitintervall, in dem das Rot-Farbfilter 38r aus seinem Ausrichtungszustand mit dem Meßlichtstrahl 39 und in einen Ausrichtungszustand mit dem Referenzlichtstrahl 40 gedreht wird, so daß das auf den Fühler 3 auftreffende Lichtsignal allgemein den Linien 141, 142 in Fig. 4 folgt.

YJährend des Haltezeitintervalls empfangen alle Steuerleitungen 73 bis 77 des Zählersteuergliedes 21 logische O-Signale. Deshalb leitet der invertierende Verstärker 78 ein logisches 1-Signal zu dem elektronischen Schalter 79, der dadurch eingeschaltet wird, um den Verstärker 7 mit einer Rückkopplungsschleife für einen Verstärkungsgrad 1 zu versehen. Ferner ist die Diode 81r in dem mit drei Eingängen versehenen UND-Tor 8Or nicht mehr langer in Sperrichtung vorgespannt, und deshalb wird der elektronische Schalter 85r abgeschaltet bzw. gesperrt, um den Rot-Eichschaltungskanal 86r vom Verstärker abzukoppeln. Die elektronischen Schalter 100U, 106 und 108 sind sämtlich geöffnet, so daß der Spannungspegel V« des elektrischen Ausgangssignals des Integrators 11 konstant gehalten wird, wenn er den integrierten Pegel V„ am gestrichelten Linienteil 143 der Graphik aus Fig. 5 erreicht hat. Der Haltezustand des Integrators ist durch einen Block 144 in Fig. 4 dargestellt. Das logische O-Signal an der Steuerleitung 77 wird durch den invertierenden Verstärker 119 invertiert, um sicherzustellen, daß der Taktoszillator 13 fortgesetzt elektrische Impulse an der Taktausgangsleitung 121 erzeugt, und somit erfolgt ein fortgesetztes Zählen dieser Impulse durch den Dekadenzähler 14.

Wenn das Farbfilterrad 37 das Rot-Farbfilter 38r in passeder Weise ausgerichtet ist, um die rote Farbkomponente des Referenzlichtstrahls 40 zum Fühler 3 zu leiten, während der Meßlichtstrahl 39 nunmehr von dem Rad abgeblockt wird, er-

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reicht der Dekadenzähler 14 zum zweiten Mal einen Zählwert von 400. Wie es oben beschrieben wurde, stellt sich der Dekadenzähler selbst zurück, um gleichzeitig ein Taktsignal zu erzeugen und das Zählersteuerglied 21 in seinen zweiten Zählzustand umzuschalten, wodurch an der Leitung 74 zum Zeitpunkt t-₂ ein logisches 1-Signal erzeugt wird, während die anderen Steuerleitungen auf logischen O-Pegeln verbleiben.

V/ährend des zweiten Zählzustandes des Zählersteuergliedes 21, in Fig. 4 durch einen Block 145 dargestellt, führen das logische 1-Signal an der Steuerleitung 74 und die logischen 1-Farbsteuersignale an den Logikleitungen 68 sowie 70 vom Flipflop 65 des Farbsteuerungszählers 24 dazu, daß alle drei Dioden 150r, 151 r und 152 r eines mit drei Eingängen versehenen UND-Tors 153r der Dekoderlogikschaltung 23 in Sperrichtung vorgespannt werden, wodurch das logische 1-Signal an der Steuerleitung 74 über einen Widerstand 154r einen elektronischen Schalter 155r einschaltet. Das von dem Fühler 3 erzeugte elektrische Referenzsignal wird vom Vorverstärker 88 vorverstärkt, durch den Kondensator 91 geleitet, da der elektronische Schalter 90 offen ist, vom Verstärker 7 mit einem Verstärkungsgrad bzw. -faktor 1 verstärkt, da der elektronische Schalter 79 eingeschaltet bzw. geschlossen ist, und der Leitung 98 zugeführt. Der geschlossene elektronische Schalter 155r ermöglicht ein Umladen des Speicherkondensators 1i4r auf einen Spannungspegel, der einem von dem Spannungsteiler 115r bestimmten Prozentsatz des elektrischen Referenzsignals an der Leitung 98 entspricht, und zwar nach einer Eichung durch eine Verstärkung 1 des Verstärkers 7 im vorliegenden Fall. Dieser Prozentsatz wird experimentell bestimmt, beispielsweise durch Bestimmen des Prozentsatzes des von dsr Lichtquelle 30 zum Auftreffabschnitt 331 des Lichtleiters 33 gelangenden roten Auftrefflichts, das ohne tatsächliches Auftreffen auf das Objekt 35 intern in den Reflektlu^pabschnitt 33R. reflektiert wird. Dasselbe experimentelle Kompensationsverfahren wird -45-

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durchgeführt, um ähnliche GrUn- und Blau-Kompensationssignale zu bestimmen, die durch Einstellungen der Spannungsteiler 115g, 115b in Kondensatoren 114g und 114b gespeichert werden.

Das logische 1 Signal an der Steuerleitung Ik sorgt auch für" ein Einschalten des elektronischen Schalters 100R in dem Teilerschalter 10, um das an der Leitung 98 nach dem Eichen anstehende elektrische Referenzsignal zum invertierenden Eingang 105 des Verstärkers 102 des Integrators 11 zu leiten. Somit integriert der Integrator 11 das elektrische Referenzsignal im Vergleich zu dem vorherigen Integrationsvorgang des elektrischen Meßsignals in der entgegengesetzten Polaritätsrichtung, wie es in Fig. 4 durch einen Block 156 dargestellt ist. Der elektrische Ausgangsspannungspegel Vq des Integrators wird dann entsprechend dem gestrichelten Linienteil 157 der graphischen Darstellung aus Fig. 5 reduziert. Zum Zeitpunkt t₂ ^f erreicht der elektrische Ausgangsspannungspegol V_Q einen Nullspannungspegel, und der NuIldurchgangskomparator 12 erfaßt diesen Vorgang, wobei er ein Triggersignal an einer Leitung 158 erzeugt. Der NuIldurchgangskomparator 12, welcher ein herkömmliches Komparatorglied sein kann, wie es in der US-Patentanmeldung 499 479 beschrieben ist, kann im Bedarfsfall so eingestellt werden, daß er das angegebene Triggersignal erzeugt, wenn der elektrische Ausgangsspannungspegel V_Q während der Integration des elektrischen Referenzsignals einen vorbestimmten Pegel erreicht, der sich von einem Nullspannungspegel unterscheidet.

Der zeitlich nach dem Zeitpunkt t₂' auftretende Zeitpunkt t₂'· der graphischen Darstellung aus Fig. 5 gibt den Zeitpunkt an, bei dem der Ausgangsspannungspegel V_Q des Integrators die Nullspannung erreichen würde, wenn das elektrische Meßsignal nicht bezüglich des Reflektionsfehlers kompensiert würde. Ohne eine solche Kompensation würde das ebenfalls relativ

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später erzeugte Triggersignal die Verriegelungen 16 dazu veranlassen, nicht korrekte bzw. falsche elektrische Ausgangssignale vom Dekadenzähler 14 zu empfangen und zu speichern, wie es noch näher beschrieben wird.

Das Triggersignal von dem Nulldur chgangskoinparator 12 v/ird mit den elektrischen Impulsen von dem Taktoszillator 13 in einem NAND-Tor 159 synchronisiert, so daß diesen ein logisches¹

0 Signal erzeugt, wenn ein Triggersignal und ein elektrischer Impuls zum Tor 159 gelangen. Ein invertierender Verstärker 160 erzeugt dann an einer Leitung 161 ein logicches 1 Signal als ein Eingangssignal für jedes Tor von jeweils mit drei Eingängen versehenen NAND-Toren I62r, I62g, 162b in der Dekoderausgangslogik 15.

Wie es oben erwähnt wurde, sind beide Dioden 109r, 11Or .in dem UND-Tor 111r durch logische 1 Signale an den Logikleitungen 68 sowie 70 von dem Farbsteuerungczähler 24 in Sperrichtung vorgespannt, und deshalb sorgt dieses UND-Tor dafür, daß ein logisches 1 Signal zu einem zweiten Eingang der drei Eingänge des NAND-Tors I62r gelangt. Darüber hinaus führt das Schießen eines Erneuerungssteuerschalters 163 dazu, daß ein invertierender Verstärker 164 an einer Leitung 165 ein logisches 1 Signal erzeugt, und zwar als drittes logisches,

1 Eingangssignal für das NAND-Tor I62r. Der Erneuerungssteuerschalter 163 kann ein Fingerschalter, ein Fußschalter oder ein ähnlicher Schalter sein, der von dem das Colorimeter 1 benutzenden entisten oder Techniker manuell betätigt wird. Somit erzeugt das NAND-Tor I62r ein logisches 0 Ausgangssignal, um einen Transistor I66r abzuschalten bzw. zu sperren. Dadurch kann ein logisches 1 Signal an einem Anschluß I67r gebildet werden, der an die Verriegelungsschaltung I6r in dem Verriegelungsmechanismus 16 angekoppelt ist, um somit diese Verriegelung kurz zu öffnen und den dann am Dekadenzähler 14 anstehenden Zählwert als Erneuerungsgröße der

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Intensität der roten Farbkomponente des Meßlichtstrahls zu empfangen. Sobald der elektrische Impuls vom Taktoszillator 13 an der Leitung 121 beendet ist, entfernen das NAND-Tor 159, der invertierende Verstärker 16O, das NAND-Tor I62r und der Transistor I66r das logische 1 Signal sofort von dem Anschluß I67r, um die Verriegelung I6r zu schließen, die dann den darin gespeicherten erneuerten Zählwert beibehält und diesen den Sichtanzeige 17r im Anzeigeteil 17 zuführt. Wenn der nächste elektrische Impuls vom dem Taktoszillator erzeugt wird, ist normalerweise das Triggersignal von dem Nulldurchgangskomparator 12 von der Leitung 158 abgenommen, und deshalb wird die Verriegelungsschaltung I6r geschlossen gehalten, bis das Colorimeter in dem nächsten vollen Zyklus des Farbfilterrades 37 und der Meßschaltung 4 die rote Farbkomponente des Meßlichtstrahls ausmißt.

Somit ist es klar, daß die Größe des der Verriegelungsschaltung I6r zugeführten und dort gespeicherten Zählsignals direkt proportional zu der Zeitdauer ist, welche für die durch den Integrator 11 erfolgende Integration des elektrischen Referenzsignals benötigt wird, um den elektrischen Ausgangsspannungspegel Vq des Integrators 11 von dem erreichten Integrationspegel, in diesem Fall V„, zu einem vorbestimmten Pegel, in diesem Fall 0 Volt zurückzubringen. Diese Zeitdauer ergibt sich in der graphischen Darstellung aus Fig. 5 zwischen den Zeitpunkten tg und tg*.

Obwohl die Verriegelungsschaltung I6r geöffnet, datenmäßig erneuert und in der beschriebenen Weise wiederum geschlossen wurde, setzt der Dekadenzähler 14 die Zählung der von dem Taktoszillator 13 erzeugten elektrischen Impulse fort. Wenn zum Zeitpunkt t, wiederum der Zählwert 400 erreicht ist, stellt sich der Dekadenzähler selbst zurück, und er erzeugt gleichzeitig ein Taktsignal, um das Zählersteuerglied 21 in seinen dritten Zählzustand zu bringen, wie es mit einem

Block 168 in Fig. 4 dargestellt ist.

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Wenn sich das Zählersteuerglied in seinem dritten Zählzustand befindet, empfängt die Steuerleitung 74 ein logisches 0 Signal das das UND-Tor 153r abschaltet, welches den elektronischen Schalter 155r abschaltet, so daß das Rot-Kompensationssignal in dem Kondensator 1i4r gespeichert bleibt. Das logische

0 Signal führt auch zum Abschalten des elektronischen Schalters 100R, wodurch das elektrische Rot-Referenzsignal vom invertierenden Eingang 105 des Integrators abgenommen wird. Auch wird nunmehr an der Steuerleitung 75 ein logisches

1 Signal gebildet, um den Integrator 11 durch Schließen eines elektronischen Schalters 169 zurückzusetzen, der dann durch- j schaltet und den Integrationskondensator 103 entlädt. Darüber hinaus stellt eine Anordnung von Dioden 170, 171» 172 sicher, daß ein solcher EntladungsrUcksteilVorgang, wie er in Fig. durch einen länglichen Block 173 dargestellt ist, während der dritten, vierten und fünften Zählzustände des Zählersteuergliedes 21 in der Zeitperiode zwischen den Zeiten t, und t/- fortgesetzt wird.

Während sich das Zählersteuerglied 21 in seinem dritten Zählzustand befindet, erfolgen ein fortgesetztes Erzeugen elektrischer Impulse durch den Taktoszillator 13 und ein fortgesetztes Zählen derselben durch den Dekadenzähler 14. Bei einem gewissen Zeitpunkt während des dritten Zählzustandes wird das Rot-Farbfilter 38r von dem Farbfilterrad 37 aus einer Ausrichtung mit dem Referenzlichtstrahl 40 gedreht, so daß im wesentlichen kein Licht auf den Fühler 3 auftrifft, wie es in Fig. 4 durch einen Lichtintensitätssignal-Linienteil 174 dargestellt ist. Wenn der Dekadenzähler wiederum seinen Zählwert 400 erreicht, setzt er sich gleichzeitig selbst zurück und erzeugt er ein Taktsignal zum Umschalten des Zählersteuergliedes 21 in seinen vierten Zählzustand, wie es mit einem Block 175 in Fig. 4 dargestellt ist.

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Wenn sich das Zählersteuerglied 21 in seinem vierten Zählzustand befindet, sorgt ein logisches 1 Signal an der Steuerleitung 76 einerseits zum Beibehalten der Einschaltung des elektronisches Schalters 169 und andererseits zum Bilden eines taktenden Steuersignals an der Leitung 66 fü r beide Stufen des Flipflops 65 in dem Farbsteuerungszähler 24. Hierdurch wird das Flipflop in seinen zweiten Zählzustand gebracht, wodurch gemäß der obigen Tabelle I logische 1 Signale an den Logikleitungen 67 sowie 70 und logische 0 Signale an den Logikleitungen 68 sowie 69 entstehen. Deshalb wird das UND-Tor 111r in der Dekoderausgangslogik 15 aus- bzw. abgeschaltet, d.h. es gelangt ein logisches 0 Signal an einen Eingang des NAND-Tors I62r. Ferner wird das UND-Tor 111g eingeschaltet, wodurch ein logisches 1 Signal einem Eingang des für die Grün-Komponente zuständigen NAND-Tors 162g zugeleitet wird, damit dieses den Transistor 166g abschalten kann, wenn das nächste für die Grün-Komponente zuständige Triggersignal von dem Nulldurchgangskomparator 12 empfangen wird und der Erneuerungsschalter 163 geschlossen wird, damit hierdurch in der oben bereits beschriebenen Weise die Grün-Speicherverriegelung 16g und die Grün-Anzeige 17g auf den neuesten Stand gebracht werden.

Zusätzlich sorgt das logische 1 Signal an der Steuerleitung 76 für ein Einschalten des elektronischen Schalters 90 in der automatischen Nullpunkteinstellungsschaltung 6, um den Kondensator 91 über einen Widerstand 176 zu entladen. Somit wird die an den nicht-invertierenden Eingang 92 des Verstärker 7 angeschlossene rechte Seite des Kondensators 91 auf das interne Massepotential des Anschlusses 61 gebracht,und die linke Seite des Kondensators 91 nimmt eine Spannung an, die repräsentativ für den Dunkelstrom oder Leckstrom durch den Fühler 3 ist, wenn auf diesen kein Licht auftrifft. Diese Betriebsweise der automatischen Nullpunkteinstellungs-

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schaltung 6 zum Entladen des Kondensators 91 ist mit einem Block 177 in Fig. 4 dargestellt.

Der in Fig. 4 durch einen Block 178 dargestellte fünfte Zählzustand des Zählersteuergliedes 21 tritt auf, wenn der Dekadenzähler 14 erneut einen Zählwert von 400 erreicht und sich selbst zurückstellt, wie es oben beschrieben wurde. Dann empfängt die Steuerleitung 77 ein logisches 1 Signal, das durch die Diode 170 gelangt, um den elektronischen Schalter 169 eingeschaltet zu lassen und das Entladen des Kondensators 103 zum Zurückstellen des Integrators 11 fortzusetzen. Ferner wird das logischo 1 Signal an der Steuerleitung 77 von dem invertierenden Verstärker 119 invertiert, der ein logisches 0 Signal an den Steuereingang 120 des Taktoszillators 13 anlegt, um diesen abzuschalten und das Erzeugen elektrischer Impulse an der Taktausgangsleitung 121 zu unterbrechen. Wie es durch einen Linienteil 179 in Fig. 4 dargestellt ist, ist irgenwann während der Periode des fünften Zählzustands zwischen den Zeitpunkten t,- und tß wiederum das Grün-Farbfilter 38g von dem Farbfilterrad 37 so gedreht, daß die grüne Farbkomponente des Meßlichtstrahls 39 von dem Lichtleiter 33R zum Fühler 3 gelangt, wodurch dieser das Grün-Meßlichtstrahlsignal empfängt.

Zum Zeitpunkt t,- wird das logische 1 Signal von der Steuerleitung 76 abgenommen und durch ein logisches 0 Signal ersetzt, das den elektronischen Schalter 90 in der automatischen Nullpunkteinstellungsschaltung 6 abschaltet, um das Entladen des Kondensators 91 zu unterbrechen. Wenn der Meßlichtstrahl wiederum auf den Fühler 3 auftrifft, was relativ unmittelbar nach dem Abschalten des elektronischen Schalters 90 erfolgt, wird das elektrische Grün-Meßsignal sofort vor dem Vorverstärker 88 vorverstärkt, um dann über den Kondensator 91 zum Verstärken zu dem nlcht-invertierenden Eingang 92 des Verstärkers 7 zu gelangen.

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Es wurde nunmehr der vollständige Betriebsvorgang der Meßschaltung 4 über einen vollständig gesteuerten Zählzyklus des Zählersteuergliedes 21 von dessen nulltem Zählzustand bis zu dessen fünften Zählzustand beschrieben, und zwar in beispielhafter Weise zum Messen der roten Farbkomponente des Meßlichtstrahls in bezug auf die rote Farbkomponente des Referenzlichtstrahls, um ein digitales Ausgangssignal zu entwickeln, das für das Verhältnis der roten Komponenten dieser LichtstraHen bezeichnend ist. Ein ähnlicher Betriebsvorgang des Meßschaltung 4 erfolgt dann in sequentieller Weise zum Erhalten von Meßwerten bezüglich der grünen und blauen Farbkomponenten des Meßlichtstrahls, um auf diese Weise einen vollständigen Zyklus des Colorimeters zu beenden. Diese zyklische Betriebsweise kann normalerweise fortgesetzt werden, wenn dieses erwünscht ist; solange irgendeine Änderung bezüglich der Intensität der Lichtquelle 30, beispielsweise infolge einer Alterung, relativ langsam oder unbedeutend im Vergleich zu der Geschwindigkeit erfolgt, mit der jeder vollständige Zyklus des Farbfilterrades 37 und der Meßschaltung 4 auftritt, repräsentieren die Ausgangssignale genau die Farbe des Objekts 35, und zwar unabhängig von der absoluten Intensität der Lichtquelle.

Wenn der Zyklus zum Messen der nächsten Farbe fortgesetzt wird, trifft ein Farbwechselrückstellsynchronlsation-Lichtstrahl 22L auf den zusätzlichen Lichtsensor 51 über die zusätzliche öffnung 50g in dem Farbfilterrad 57 auf, wenn das grüne Farbfilter 38g vollständig ausgerichtet ist, um die grüne Farbkomponente des Meßlichtstrahls 39 zum Fühler 3 zu leiten. Der dann von dem Farbwechsel-Rückstellsynchronisationsteil 22 erzeugte Rücksetzimpuls sorgt für ein Zurücksetzen bzw. Zurückstellen des Zählersteuergliedes 21 in seinen nullten Zählzustand, bei dem ein logisches 1 Signal an der Steuerleitung 73 entsteht. Das mit drei Eingängen ausgebildete UND-Tor 80g, welches bereits durch die logischen

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1 Signale von dem Farbsteuerungszähler 24 erregt wurde, sorgt für ein Einschalten des elektronischen Schalters 85 g , der den Grün-Eichschaltungskanal 86g an den Verstärker 7 ankoppelt. Somit wird das elektrische Meßsignal geeignet geeicht, um in passender Weise die Intensität der grünen Farbkomponente des unbekannten bzw. Meßlichtstrahls zu repräsentieren. Dieses geeichte Signal wird vom Integrator 11 integriert, der gleichzeitig das Grün-Kompensationssignal integriert, welches vorher in dem Speicherkondensator 114g gespeichert wurde und nunmehr vom elektronischen Schalter 112g durchgelassen wird, der von dem UND-Tor 111g erregt bzw. durchgeschaltet wird.

Nachdem die verschiedenen, oben beschriebenen Betriebsvorgänge unter der erläuterten Steuerung des Zählersteuergliedes 21 in der Meßschaltung 4 aufgetreten sind, um eine Anzeige von erneuerten bzw. auf den neuesten Stand gebrachten Grün-Farbwerten zu erhalten, wird die blaue Farbkonponente des Meßlichtstrahls gernessen und in ähnlicher Weise angezeigt.

Am Ende der Messung der blauen Farbkomponente veranlaßt die Erzeugung des vierten Zählzustandes des Zählersteuergliedes 21 ein Anlegen eines logischen Signals an die Steuerleitung 76 und ein Umschalten des Flipflops 65 in dem Feirbsteuerungszähler 74 in den ersten Zählzustand. Dieser erste Zählzustand des Farbsteuerungszählers wird dann beibehalten, obwohl ein nachfolgendes Signal von dem Farbfolgesynchronisationsteil 25 abgegeben wird, wenn das Farbfilterrad 37 seinen Zyklus beginnt und die öffnung 48 den Farbfolgesynchronisation-Lichtstrahl 25L zum Lichtsensor 49 geleitet hat.

Die oben beschriebene Betriebsweise setzt sich in zyklischer Weise fort, wodurch die roten, grünen und blauen Farbkoraponenten des Meßlichtstrahls kontinuierlich in bezug auf die entsprechenden Farbkomponenten des Referenzlichtstrahls gemessen und die in den entsprechenden Verriegelungen 16 gespeicherten sowie die in den entsprechenden Anzeigen 17 dargestellten Werte laufend auf den neuesten Stand gebracht werden. Immer wenn der

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Erneuerungsschalter 163 geöffnet ist, wird natürlich die Dekoderausgangslogik 15 daran gehindert, entsprechende Verriegelungen zu öffnen und auf den neuesten Stand zu bringen. Deshalb kann der Dentist den Lichtleiter 33 mit einem Teil eines Zahn-in Eingriff bringen und den Schalter 163 schließen, damit die Farbkomponenten des Zahns an der jeweiligen überprüften Stelle angezeigt v/erden. Bevor die Licht sonde von dem Bereich entfernt wird, erfolgt ein Öffnen des Erneuerungsschälters 163, so daß die gemessenen und angezeigten Farbwerte in den Verriegelungen gehalten und notiert werden können.

Es ist nunmehr klar, daß das Kolorimeter 1 ein Ausmessen mehrerer Farben eines Objekts und ein Erzeugen entsprechender elektrischer Ausgangssignale ermöglicht, die vorzugsweise in digitaler Form als Farbwerte angezeigt werden, welche für die Farbe eines solchen Objekts bezeichnend sind.

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Claims

G 51 108

Anmelder: Sterndent Corporation, 320 Washington Avenue, Mount Vernon, New York 10553 (USA)

Optische Meßeinrichtung, insbesondere Tristimulus-Colorimeter

Patentansprüche:

Optische Meßeinrichtung vom Vergleichstyp, insbesondere Tristimulus-Colorimeter, gekennzeichnet durch lichtempfindliche Mittel (3) zum Erzeugen eines für hiervon empfangenes Licht repräsentativen elektrischen Ausgangssignals, durch optische Mittel (2,37,38) zum aufeinanderfolgenden Leiten von Meß- und Referenzlichtstrahlen bzw. -bündeln (39,AO) zu den lichtempfindlichen Mitteln (3), um diese zum Erzeugen entsprechender elektrischer Meß- und Referenzsignale zu veranlassen, durch Integratormittel (11) für ein in einer Polaritätsrichtung erfolgendes Integrieren eines der elektrischen Meß- und Referenzsignale über eine vorbestlmmte Zeitperiode zum Erzeugen eines integrierten Signalpegels und dann für ein in der entgegengesetzten Polaritätsrichtung erfolgendes Integrieren des anderen der elektrischen Meß- und Referenzsignale, und durch Ausgangsmittel (15) zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignals, das für die Zeit bezeichnend ist, die die Integratormittel (11) benötigen, um das andere der elektrischen Meß- und Referenzsignale von dem integrierten Signalpegel zu einem vorbestimmten Sig nalpegel zu integrieren, wodurch das elektrische Aus-

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gangssignal repräsentativ für einen Vergleich der Meß- und Referenzlichtstrahlen (39,40) ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch an die Ausgangsmittel (15) angekoppelte Anzeigemittel (17) zum visuellen Anzeigen des Wertes des elektrischen Ausgangssignals in digitaler Form als eine Darstellung der relativen Intensität des Meßlichtstrahls (39).
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Mittel (3) ein einziges lichtempfindliches Glied zum entsprechenden Erfassen der Meß- und Referenzlichtstrahlen (39,AO) aufweisen.
A. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel ferner Farbfiltermittel (37,38) zum Filtern der Meß- und Referenzlichtstrahlen (39,40) aufweisen.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Farbfiltermittel eine Vielzahl von verschiedenen Farbfiltern (38) und Mittel (37) zum zyklisch aufeinanderfolgenden Einbringen eines jeden Farbfilters (38) in die Meß- und Referenzlichtstrahlen (39,40) aufweisen, wodurch für jede Farbe des von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßten Lichts entsprechende Paare von elektrischen Meß- und Referenzsignalen erzeugt werden.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, ferner gekennzeichnet durch Eichmittel zum Einstellen der Größe des elektrischen Ausgangssignals, wobei die Eichmittel Verstärkermittel (7) enthalten, die betriebsmäßig zwischen die lichtempfindlichen Mittel (3) und die Integratormittel (11) geschaltet sind, um das elektrische Ausgangssignal der licht-

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empfindlichen Mittel (3) vor der Weiterleitung zu den Integratormitteln (11) zu verstärken, und durch Mittel (8, 9) zum Verändern des Verstärkungsgrades der Verstärkungsmittel (7) für jede Farbe des von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßten Meßlichtstrahls (39).
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderungsmittel (8,9) eine Vielzahl von Schaltungskanälen (86) enthalten, die jeweils zumindest ein selektiv einstellbares Impedanzmittel (93) zum Herstellen entsprechender Grundverstärkungen der Verstärkungsmittel (7) aufweisen, und daß die Einrichtung ferner Multiplexmittel (20,21) aufweist, um entsprechende Schaltungskanäle (86) betriebsmäßig an die Verstärkungsmittel (7) anzukoppeln, wenn von den lichtempfindlichen Mitteln (3) entsprechende Farben des Meßlichtstrahls (39) erfaßt werden.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, ferner gekennzeichnet durch in jedem der Schaltungskanäle (86) befindliche Mittel (94) zum Bestimmen entsprechender begrenzter Bereiche einer zulässigen Änderung des Verstärkungsgrades der Verstärkungsmittel (7) als Prozentsatz der Grundverstärkung derselben, wenn die Schaltungskanäle (86) an die Verstärkungsmittel (7) entsprechend angeschlossen sind, und durch einmal bzw. einfach einstellbare Impedanzmittel (96) zum Steuern des Bruchteils eines jeden der begrenzten Bereiche einer zulässigen Änderung der Verstärkungsgrade der Verstärkungsmittel (7).
9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichmittel (8,9) ferner Schaltungskanalmittel (79) zum Herstellen eines vorbestimmten Verstärkungsgrades der Verstärkermittel (7) enthalten und daß die Multiplexmittel (20,21)weitere Mittel (78) aufweisen, um die Schaltungskanalmittel (79) betriebsmäßig an die Verstärkermittel (7) anzukoppeln, wenn die entsprechenden _^

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Referenzlichtstrahlen (40) von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßt werden.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungskanalmittel (79) für die Verstärkermittel (7) einen Verstärkungsgrad herstellen, der im wesentlichen dem Wert 1 entspricht.
11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die betriebsmäßig ankoppelnden weiteren Mittel (78) die Schaltungskanalmittel (79) an die Verstärkermittel (7) immer dann ankoppeln,. wenn der Meßlichtstrahl (39) nicht von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßt wird.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, insbesondere AnspI^-1UCh 6, ferner gekennzeichnet durch Multiplexmittel (20,21) zum zyklisch aufeinanderfolgenden betriebsmäßigen Ankoppeln der Mittel zum Verändern der Verstärkungsgrade der Verstärkermittel (7).
13. Einrichtung nach Anspruch 12, ferner gekennzeichnet durch Mittel (48,50), mit denen den Multiplexmitteln (21) angezeigt wird, daß das Farblicht von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßt wird, um hierdurch die Multiplexmittel (21) und die optischen Mittel (2) zu synchronisieren.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13_t dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verändern eine Vielzahl von Schaltungskanalmitteln (86) zum Herstellen entsprechender Verstärkungsgrade für die Verstärkermittel (7) enthalten, daß die Multiplexmittel zählerartige Steuermittel (21) zum Steuern der entsprechenden betriebsmäßigen Ankopplungsvorgänge der Schaltungskanalmittel (86) sowie der Verstärkermittel (7) aufweisen und daß die

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Anzeigemittel erste Mittel (48) enthalten, um den Steuermltteln (21) den Beginn eines Zyklus eines aufeinanderfolgenden Einbringens von entsprechenden Farbfiltern (38) in die Lichtstrahlen (39,40) anzuzeigen, und zweite Mittel (50) aufweisen, um den Steuermitteln (21) anzuzeigen, daß ein Farbfilter (38) in den Meßlichtstrahl (39) eingebracht worden ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (21) Rückführungsmittel zum automatischen Zurücksetzen der Steuermittel enthalten, um nach einer anfänglichen Synchronisation durch die.ersten Mittel (48) eine Synchronisation mit den optischen Mitteln (2) durch die zweiten Mittel (50) aufrechtzuerhalten.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, ferner gekennzeichnet durch Anzeigemittel (17) zum visuellen Anzeigen des Wertes des elektrischen Ausgangssignals in digitaler Form, und zwar als eine Anzeige der relativen Intensität eines ^eden erfaßten Farblichts des Meßlichtstrahls (39), ferner durch elektrische Oszillatormittel (13) zum Erzeugen eines Taktsignals, wobei die Ausgangsmittel Zählermittel (14) zum Erzeugen eines digitalen Ausgangssignals in Abhängigkeit von dem Taktsignal aufweisen, wobei die Zählermittel (14) nach dem Erreichen eines vorbestimmten digitalen Ausgangssignals ein Steuersignal erzeugen und an die Steuermittel (21) zum sequentiellen Betreiben der letzteren liefern, ferner durch Logikmittel (15) zum steuerbaren Ankoppeln der digitalen Ausgangssignale an die Anzeigemittel (17) und durch Komparatormittel (12) zum Erfassen des Auftretens des vorbestimmten Signalpegels, um die Logikmittel (15) zu steuern und die digitalen Ausgangssignale an die Anzeigemittel (17) zu liefern.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Integratormittel (11) erste und zweite Eingänge (101,105) haben, von denen der eine gegenüber dem anderen invertiert, und daß Schaltermittel (100U, 100R) vorhanden sind, um die elektrischen Meßsignale zum nicht invertierenden Eingang (101) und die elektrischen Referenzsignale zum invertierenden Eingang (105) zu leiten.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, ferner gekennzeichnet durch Kompensationsmittel (18) zum Modifizieren des elektrischen Ausgangssignals, um Reflektionsfehler in den optischen Mitteln (2) zu kompensieren.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsmittel (18) Speichermittel (114) enthalten, um ein elektrisches Kompensationssignal als einen Prozentsatz des für den Reflektionsfehler repräsentativen elektrischen Referenzsignals zu speichern, und Abgabemittel (108) aufweisen, um das elektrische Kompensationssignal zum invertierenden Eingang (105) der Integratormittel (11) zu leiten, wenn das elektrische Meßsignal an den nicht invertierenden Eingang (101) gelangt.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, ferner gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Farbfiltermitteln (38) zum Filtern der Meß- und Referenzlichtstrahlen (39,40), durch Mittel (37) zum zyklisch aufeinanderfolgenden Einbringen eines jeden Farbfiltermittels (38) in die Lichtstrahlen (39,40), wodurch für jedes von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßte Farblicht entsprechende Paare von elektrischen Meß- sowie Referenzsignalen und entsprechende elektrische Ausgangssignale erzeugt werden, wobei die Kompensationsmittel (18) eine entsprechende Vielzahl derselben aufweisen, und ferner durch Multiplexmittel (20,21), die auf das in die entsprechenden Lichtstrahlen (39,40) eingebrachte Farbfilter (38) ansprechen, um entsprechende

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Speichermittel (114) selektiv zu öffnen, wenn entsprechende Referenzlichtstrahlen (40) erfaßt werdenjUnd um die Abgabe der entsprechenden elektrischen Kompensationssignale an die Integratormittel (11) selektiv zu steuern, wenn die Meßlichtstrahlen (39) erfaßt werden.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, insbesondere nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch Kompensationsmittel (18) zum Modifizieren des elektrischen Ausgangssignals zwecks Kompensation von Reflektionsfehlern in den optischen Mitteln (2).
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsmittel (18) Speichermittel (114) zum Speichern eines elektrischen Kompensationssignals als Prozentsatz des für den Reflektionsfehler repräsentativen elektrischen Referenzsignals und Abgabemittel (108) zum Leiten des elektrischen Kompensationssignals zu den Integratormitteln (11) für eine gleichzeitige Integration in einer zum elektrischen Meßsignal relativ entgegengesetzten Polaritätsrichtung aufweisen.
23. Einrichtung nach Anspruch 22, ferner gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Farbfiltermitteln (38) zum Filtern der Meß- und Referenzlichtstrahlen (39,^0), durch Mittel (37) zum zyklisch aufeinanderfolgenden Einbringen eines jeden Filtermittels (38) in die Lichtstrahlen (39_t4O), wodurch für jedes von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßte Farblicht entsprechende Paare von elektrischen Meß- sowie Referenzsignalen und entsprechende elektrische Ausgangssignale erzeugt werden, wobei die Kompensationsmittel (18) eine entsprechende Vielzahl derselben aufweisen und ferner durch Multiplexmittel (20,21), die auf das in die entsprechenden Lichtstrahlen eingebrachte Farbfilter (38)

ansprechen, um beim Erfassen entsprechender Referenz- -8-

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lichtstrahlen (40) selektiv entsprechende Speichermittel (114) zu öffnen und um beim Erfassen der Meßlichtstrahlen (39) die Abgabe der entsprechenden elektrischen Kompensationssignale an die Integratormittel (11) selektiv steuern.
24. Optische Meßeinrichtung vom Vergleichstyp, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch lichtempfindliche Mittel (3) zum Erzeugen eines für hiervon empfangenes Licht repräsentativen elektrischen Ausgangssignals, durch optische Mittel (2,37,38) zum aufeinanderfolgenden Leiten von Meßlichtstrahlen (39) unterschiedlicher Farben zu den lichtempfindlichen Mitteln (3), um diese zum Erzeugen von entsprechenden elektrischen Meßsignalen für jede Farbe zu veranlassen, durch Integratormittel (11) zum aufeinanderfolgenden Integrieren der elektrischen Meßsignale über eine vorbestimmte Zeitdauer in einer Polaritätsrichtung zwecks Erzeugung entsprechender integrierter Signalpegel und dann zum Integrieren eines elektrischen Referenzsignals in der entgegengesetzten Polaritätsrichtung, durch Ausgangsmittel (12,15) zum Erzeugen elektrischer Ausgangssignale, die für die Zeiten bezeichnend sind, welche die Integratormittel (11) benötigen, um das elektrische Referenzsignal von jedem der integrierten Signalpegel zu einem vorbestimmten Signalpegel zu integrieren, wodurch die elektrischen Ausgangssignale repräsentativ für entsprechende Vergleichsvorgänge der elektrischen Meß- sowie Referenzsignale sind, durch Eichmittel zum Einstellen der Größe der elektrischen Ausgangssignale, wobei die Eichmittel betriebsmäßig zwischen die lichtempfindlichen Mittel (3) und die Integratormittel (11) geschaltete Verstärkermittel (7) zum Verstärken der elektrischen Ausgangssignale der lichtempfind lichen Mittel (3) vor der Weitergabe an die Integrator mittel (11) und Mittel (8,9) aufweisen, um den Verstärkungsgrad der Verstärkermittel (7) für jede Farbe «

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des von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßten Meßlichtstrahls (39) zu ändern, wobei diese Änderungsmittel (8,9) eine Vielzahl von Schaltungskanälen (86) enthalten, die jeweils zumindest ein selektiv einstellbares Impedanzmittel (93) zum Herstellen entsprechender Grundverstärkun-.gen für die Verstärkermittel (7) aufweisen, wobei die Eichmittel ferner Schaltungskanalmittel (79) zum Herstellen eines vorbestimmten Verstärkungsgrades für die Verstärkermittel (7) enthalten, und durch Multiplexmittel (20,21), um entsprechende Schaltungskanäle (86) an die Verstärkermittel (7) betriebsmäßig anzukoppeln, wenn entsprechende Farben des Meßlichtstrahls (39) von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßt werden, wobei die Multiplexmittel (20,21) weitere Mittel (78) enthalten, um das Schaltungskanalmittel (79) betriebsmäßig immer dann an die Verstärkermittel (7) anzukoppeln, wenn der Meßlichtstrahl (39) nicht von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßt wird.
25. Einrichtung nach Anspruch 24, ferner gekennzeichnet durch Mittel zum Anlegen des elektrischen Referenzsignals an die Verstärkermittel (7).
26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel (37,38) Mittel zum Leiten eines Referenzlichtstrahls (40) zu den lichtempfindlichen Mitteln (3) enthalten, um das elektrische Referenzsignal zu erzeugen.
27. Optische Meßeinrichtung vom Vergleichstyp, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26, gekennzeichnet durch lichtempfindliche Mittel (3) zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignals, das repräsentativ für hiervon empfangenes Licht ist, durch optische Mittel (37,38) zum aufeinanderfolgenden Leiten von Meßlicht-

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strahlen (39) verschiedener entsprechender Farben zu den lichtempfindlichen Mitteln (3), um diese zum Erzeugen von entsprechenden elektrischen Meßsignalen für jede Farbe zu veranlassen, durch Integratormittel (11) zum aufeinanderfolgenden Integrieren jedes der elektrischen Meßsignale über eine vorbestimmte Zeitdauer in einer Polaritätsrichtung, um entsprechende integrierte Signalpegel zu erhalten, und dann eines elektrischen Referenzsignals in der entgegengesetzten Polaritätsrichtung, durch Ausgangsmittel (12,15) zum Erzeugen elektrischer Ausgangssignale, die für die Zeiten bezeichnend sind, welche die Integratormittel (11) benötigen, um das elektrische Referenzsignal von jedem der integrierten Signalpegel zu einem vorbestimmten Signalpegel zu integrieren, wodurch die elektrischen Ausgangssignale repräsentativ für entsprechende Vergleichsvorgänge der elektrischen Meß- sowie Referenzsignale sind, durch Eichmittel zum Einstellen der Größe der elektrischen Ausgangssignale, v/obei die Eichmittel Verstärkermittel (7) enthalten, die betriebsmäßig zwischen die lichtempfindlichen Mittel (3) und die Integratormittel (11) geschaltet sind, um die elektrischen Ausgangssignale der lichtempfindlichen Mittel (3) vor der Abgabe an die Integratormittel (11) zu verstärken, und Mittel (8,9) aufweisen, um den Verstärkungsgrad der Verstärkermittel (7) für jede Farbe des von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßten Meßlichtstrahls (39) zu verändern, wobei diese Änderungsmittel (8,9) eine Vielzahl von Schaltungskanälen (86) mit jeweils zumindest einem Impedanzmittel (93) zum Herstellen entsprechender Grundverstärkungen für die Verstärkermittel (7) enthalten, durch Multiplexmittel, um entsprechende Schaltungskanäle (86) betriebsmäßig an die Verstärkermittel (7) anzukoppeln, wenn entsprechende Farben des Meßlichtstrahls (39) von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßt werden, wobei die Multiplexmittel zählerartige

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Steuermittel (21) zum Steuern entsprechender betriebsmäßiger Ankopplungen der Schaltungskanäle (86) und der Verstärkermittel (7) aufweisen, durch Mittel (48,50), mit denen den llultiplexmitteln das von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßte Farblicht angezeigt wird, um hierdurch die Multiplexmittel und die optischen Mittel (37» 38) zu synchronisieren, durch Anzeigemittel (17) zum visuellen Anzeigen der Werte der elektrischen Ausgangssignale in digitaler Form als Darstellungen der relativen Intensitäten eines Jeden erfaßten Farblichts des Meßlichtstrahls (39) und durch elektrische Oszillatormittel (13) zum Erzeugen eines Taktsignals, wobei die Ausgangsmittel Zählermittel (14) zum Erzeugen eines digitalen Ausgangssignals in Abhängigkeit von dem Taktsignal aufweisen,wobei die Zählermittel (14) nach dem Erreichen eines vorbestimmten digitalen Ausgangssignals ein Steuersignal erzeugen sowie den Steuermitteln (21) zum sequentiellen Betätigen der letzteren zuleiten, wobei zu den Ausgangsmitteln gehörige Logikmittel (15) zum steuerbaren Ankoppeln der digitalen Ausgangssignale an die Anzeigemittel (17) dienen und wobei die Ausgangsmittel Komparatormittel (12) zum Erfassen des Auftretens des vorbestimmten Signalpegels haben, um die Logikmittel (15) anzusteuern und die digitalen Ausgangssignale zu den Anzeigemitteln (17) zu leiten.
28. Einrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Farblicht-Anzeigemittel erste Mittel (48) aufweisen, um den Steuermitteln (21) den Beginn eines Zyklus eines aufeinanderfolgenden Einbringens von entsprechenden Farbfiltern (38) in den Meßlichtstrahl (39) anzuzeigen, und zweite Mittel (50) enthalten, um den Steuermitteln (21) anzuzeigen, daß ein Farbfilter (38) in den Meßlichtstrahl (39) eingebracht worden ist.

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29. Einrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (21) Rückführungsmittel zum automatischen Zurücksetzen enthalten, um die Synchronisation mit den optischen Mitteln (37,38) durch die zweiten Mittel (50) nach der anfänglichen Synchronisation durch die ersten Mittel (48) beizubehalten.
30. Einrichtung nach Anspruch 29, ferner gekennzeichnet durch Mittel zum Anlegen des elektrischen Referenzsignals an die Verstärkermittel (7).
31. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel (37,38) Mittel zum Leiten eines Referenzlichtstrahls (40) zu den lichtempfindlichen Mitteln (3) auf v/eis en, um das elektrische Referenzsignal zu erzeugen.
32. Meßeinrichtung vom Vergleichstyp, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 31, gekennzeichnet durch Wandlermittel (3) zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignals, das repräsentativ für ein Eingangssignal der Wandlermittel (3) ist, durch Mittel (37,38) zum zyklischen Leiten eines unbekannten bzw. Meßeingangssignals zu den Wandlermitteln (3), um diese zum Erzeugen elektrischer Meßsignale zu veranlassen, durch Integratormittel (11) zum Integrieren der elektrischen Meßsignale über eine vorbestimmte Zeitdauer in einer Polaritätsrichtung, um einen integrierten Signalpegel zu erzeugen, und dann eines elektrischen Referenzsignals in der entgegengesetzten Polaritätsrichtung, wobei die Integratormittel (11) erste und zweite Eingänge (101,105) haben, wobei einer der Eingänge in bezug auf den anderen Eingang invertiert, und wobei Schalt^rmittel (100U, 100R) vorhanden sind, um aufeinanderfolgend eines der elektrischen Meß- sowie Referenzsignale zum nicht invertierenden Ein-

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gang (101) und das andere der elektrischen Meß- sowie Referenzsignale zum invertierenden Eingang (105) zu leiten, und durch Ausgangsmittel (15) zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignals, das für die Zeit bezeichnend ist, welche die Integratormittel (11) benötigen, um das elektrische Referenzsignal von dem integrierten Signalpegel bis zu einem vorbestimmten Signalpegel zu integrieren, wodurch das elektrische Ausgangssignal repräsentativ für einen Vergleich der elektrischen Meß- sowie Referenzsignale ist.
33. Einrichtung nach Anspruch 32, ferner gekennzeichnet durch Mittel zum Betätigen der Schaltermittel (100U, 100R), um das elektrische Meßsignal zum nicht invertierenden Eingang (101) und das elektrische Referenzsignal zum invertierenden Eingang (105) zu leiten.
34. Einrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß die V/andlermittel (3) einen Lichtsensor und die zyklisch leitenden Mittel (37,38) opti>sche Mittel (33R) zum Leiten eines Meßlichtstrahls (39) zu dem Lichtsensor aufweisen.
35. Einrichtung nach Anspruch 34, ferner gekennzeichnet durch Kompensationsmittel (18) zum Modifizieren des elektrischen Ausgangssignals, um Reflektionsfehler in den optischen Mitteln zu kompensieren.
36. Einrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel Mittel (34) zum Leiten eines Referenzlichtstrahls (40) zu dem Lichtsensor bzw. -fühler (3) enthalten, um das elektrische Referenzsignal zu erzeugen.
37. Einrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Kompensationsmittel (18) Speichermittel (114) enthalten, tun ein elektrisches Kompensationssignal als Prozentsatz des für den Reflektionsfehler repräsentativen elektrischen Referenzsignals zu speichern, und Abgabemittel (108) enthalten, um das elektrische Kompensations-r signal zum invertierenden Eingang (105) der Integratormittel (11) zu leiten, wenn das elektrische Meßsignal zum nicht invertierenden Eingang (101) geleitet wird.
38. Optische Meßeinrichtung vom Vergleichstyp, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 37, gekennzeichnet durch Wandlermittel (3) zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignals, das repräsentativ für ein zugeführtes Eingangssignal ist, durch Mittel (37,38) zum zyklischen Leiten eines unbekannten bzw. Meßeingangssignals zu den Wandlermitteln (3), um diese zum Erzeugen elektrischer Meßsignale zu veranlassen, durch Integratormittel (11) zum Integrieren eines der elektrischen Meßsowie Referenzsignale über eine vorbestimmte Zeitdauer in einer Polaritätsrichtung, um einen integrierten Signalpegel zu erzeugen, und dann des anderen der elektrischen Meß- sowie Referenzsignale in der entgegengesetzen Polaritätsrichtung, durch Ausgangsmittel (12,15) zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignals, das für die Zeit bezeichnend ist, welche die Integratormittel (11) benötigen, um das elektrische Referenzsignal von dem integrierten Signalpegel bis zu einem vorbestimmten Signalpegel zu integrieren, wodurch das elektrische Ausgangssignal repräsentativ für einen Vergleich der elektrischen Meßsowie Referenzsignale ist, und durch Kompensationsmittel (18) zum Modifizieren des elektrischen Ausgangssignals, um Fehler in den zyklisch leitenden Mitteln (37,38,2) zu kompensieren.

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39. Einrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsmittel (18) Speichermittel (114) zum Speichern eines elektrischen Kompensationssignals als Prozentsatz des für einen solchen Fehler repräsentativen elektrischen Referenzsignals und Abgabemittel (108) aufweisen, um das elektrische Kornpensationssignal zu einem -invertierenden Eingang (105) der Integratormittel (11) zu leiten, wenn das elektrische Meßsignal zu einem nicht invertierenden Eingang (105 ) der Integratormittel (11) gelangt.
40. Einrichtung nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlermittel (3) einen Lichtsensor bzw. -fühler und die zyklisch leitenden Mittel (37,38,2) optische Mittel (33R) zum Leiten eines Meßlichtstrahls (39) zum Lichtfühler (3) aufweisen, um das elektrische Meßsignal zu erzeugen.
41. Einrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel Mittel (34) zum Leiten eines Referenzlichtstrahls (40) zu dem Lichtfühler (3) aufweisen, um das elektrische Referenzsignal zu erzeugen.

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