DE3536245A1 - Vorrichtung zur messung der optischen dichte/des rasterpunkt-flaechenanteils - Google Patents
Vorrichtung zur messung der optischen dichte/des rasterpunkt-flaechenanteilsInfo
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Description
Vorrichtung zur Messung der optischen Dichte/des Rasterpunkt-Flächenanteils
Die Erfindung betrifft ein automatisches Bereichs-Steuerverfahren
für eine kompakte und tragbare Vorrichtung zum Messen der optischen Dichte/des Rasterpunkt-Flächenanteils,
die als Lichtquelle einen üblichen Leuchttisch als Lichtquelle verwenden kann, die ein Meßergebnis digital
darstellen kann und die eine hohe Meßgenauigkeit aufweist.
Ein Meßgerät für die optische Dichte ist ein Instrument, welches die Intensitäten einer Lichtquelle für
die Bestrahlung eines Probestückes und eines von diesem Probestück übertragenen oder reflektierten Lichtes wiedergibt.
Im allgemeinen wird das von einem Probestück wiedergegebene Licht durch ein photoelektrisches Wandlerelement
in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das elektrische Signal wird dann durch entweder eine analoge Vorrichtung oder
durch eine digitale Vorrichtung, wie einem Mikrocomputer, in einen Dichtewert umgewandelt, nachdem das elektrische
Signal von einem Analogsignal in ein Digitalsignal umgewandelt worden ist. Der Dichtewert wird daraufhin angezeigt.
Ein Meßgerät für den Rasterpunkt-Flächenanteil ist ein Instrument, welches eine Abstufung (Gesamtdichte) mißt,
die von einer Änderung in den Rasterpunktbereichen mißt, und zwar in Abhängigkeit von der Messung der Übertragung
oder Reflexion von einem zu messenden Probestück. Optische Dichtemesser und Meßgeräte für den Rasterpunkt-Flächenanteil
können im allgemeinen verwendet werden, wenn für die jeweiligen Meßgeräte verschiedene Berechnungsverfahren für die
wiederzugebenden Werte verwendet werden. Es soll zuerst ein optisches Dichtemeßgerät und anschließend ein Raster-
punkt-Flächenanteil-Meßgerät erläutert werden. Für einen
optischen Dichtemesser ist es erforderlich, die Lichtmenge über einen weiten optischen Dichtebereich zu messen. Deshalb
ist ein Verstärker mit programmierbarer Verstärkung zwischen einem photoelektrischen Umwandlungselement und
einem Analog/Digital-Wandler vorgesehen, um ein kleines Eingangssignal zu verstärken darauf das verstärkte Analogsignal
in ein Digitalsignal umzuwandeln. Dies ist eines der Verfahren zur Sicherstellung der Genauigkeit der Analog/
Digital-Umwandlung.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel
einer solchen Meßvorrichtung für die optische Dichte zeigt. Ein System, welches einen Fühler, einen Verstärker
mit programmierbarer Verstärkung, einen Analog/Digital-Wandler und einen Mikrocomputer enthält, ist allgemein bekannt.
Beispielsweise ist ein Analog/Digital-Wandler bekannt. Ein solches System enthält einen Analog-Multiplexor, einen
Verstärker mit programmierbarer Verstärkung, einen Probestück-Haltekreis, einen Analog/Digital-Wandler und eine
Zentraleinheit CPU. Durch Entfernung des Analog-Multiplexors und den Probestück-Haltekreis und durch Hinzufügung einer
Lichtquelle, eines photoelektrischen Wandlerelements 11, eines Vorverstärkers 12 und einer Wiedergabevorrichtung 16 kann
eine übliche optische Dichte-Meßvorrichtung, wie sie in Fig.4 gezeigt ist, hergestellt werden, wobei das auf dem Markt zur
Verfügung stehende obengenannte System verwendet wird. Angenommen, daß der Dichte-Meßbereich der Meßvorrichtung für die
optische Dichte der vorgenannten Art 0,0 bis 4,0 beträgt, wird der Verstärkungsschaltbereich des Verstärkers 13 mit
programmierbarer Verstärkung X1 bis X1000. Mit einem so weiten Bereich der Verstärkungsschaltung wird üblicherweise
eine Abweichung der Ausgangsspannung des Vorverstärkers 12
auch von dem Verstärker 13 mit programmierbarer Verstärkung
verstärkt. Um somit eine sehr genaue Messung sicherzustellen, muß der Vorverstärker 12 eine hohe Präzision aufweisen, was
zu einem teueren Vorverstärker 12 führt.
Fig. 5 ist eine Schaltungsdarstellung, die ein Beispiel eines üblichen Bereichs-Schaltkreises zeigt. Der
oben erwähnte Nachteil der Meßvorrichtung für die optische
Dichte gilt auch für einen Nachteil, der einem Beleuchtungsmesser anhaftet, während dessen Bereich geschaltet wird.
Eines der bekannten Verfahren zur Lösung dieses Problems ist die Verwendung des Bereichs-Schaltkreises nach Fig. 5,
der in "Practical Electronic Circuit Handbook" (veröffentlicht durch CQ Publishing Co.Ltd. im Oktober 1975). Die
Bereichsumschaltung des Kreises erfolgt durch Änderung des Wertes eines Rückführwiderstandes 17 eines Vorverstärkers
12 mit Hilfe eines Bereichsschalters 18, und zwar ohne Verstärkung
einer Abweichungsspannung des Vorverstärkers 12. Jedoch wird ein Vormagnetisierungsstrom des Vorverstärkers
12 verstärkt, so daß ein Verstärker mit FET-Transistoren und einem kleinen Vormagnetisierungsstrom als Vorverstärker
12 verwendet werden sollte.
Fig. 6 ist ein Schaltbild, welches ein Beispiel einer üblichen Meßvorrichtung für die optische Dichte zeigt,
welcher der Bereichsumschaltekreis nach Fig.5 zugeordnet ist. Diese übliche Vorrichtung ist ein optischer Dichtemesser,
wie er in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 56-79946 veröffentlicht worden ist. Dieses Meßgerät
enthält ein photoelektrisches Wandlerelement 11, einen Operationsverstärker
19, einen Analog/Digital-Wandler 20, eine Operations-Verarbeitungsschaltung 21, eine Wiedergabevorrichtung
22, eine Rückführ-Widerstandsgruppe 23 (23a bis 23d) und eine Analog-Schaltgruppe 24 (24a bis 24d) enthält. In
diesem Falle ist aber ein Analog-Schalter nicht ideal, sondern
er hat einen Leckstrom auch in einem Sperrzustand, und er
erzeugt einen Fehler bei der Messung. Dieser Meßfehler nimmt im wesentlichen in Abhängigkeit von der Anzahl Schalter zu.
Um diesen Meßfehler zu verringern, wird ein Analogschalter mit idealer Charakteristik benötigt, der keinen Leckstrom
und einen Einschaltwiderstand 0 und einen Ausschaltwiderstand
Unendlich aufweist. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, einen sehr teueren Analogschalter zu verwenden. Infolgedessen
sollte die Anzahl an Analogschaltern, die in einer Meßvorrichtung für die optische Dichte verwendet werden,
im Hinblick auf die Verbesserung der Meßgenauigkeit der Verkleinerung der Abmessungen und Verringerung der Kosten
möglichst klein sein.
Unabhängig von den obigen Problemen sind die meisten üblichen Meßgeräte für die optische Dichte bzw. den Rasterpunkt-Flächenanteil
festmontierte Geräte unter Verwendung einer stabilen Lichtquelle, deren Flimmern oder Änderung
vernachlässigt werden kann, und zwar aufgrund der Verwendung einer Halogenlampe, die aus einer stabilisierten Spannungsquelle gespeist wird. Deshalb sind diese üblichen Meßgeräte
für die Verwendung in einem üblichen Leuchttisch als Lichtquelle nicht geeignet, und sie können nicht als tragbare optische
Dichte-Meßvorrichtungen oder Meßvorrichtungen für
den Rasterpunkt-Flächenanteil verwendet werden, und zwar aufgrund der großen Anzahl an Schaltelementen und der großen
Außenabmessung.
Unter den Meßgeräten zur Messung des Rasterpunkt-Flächenanteiles dieser Art ist ein Meßgerät bekannt, das
von der Anmelderin entwickelt worden ist und das dazu dient, den Rasterpunkt-Flächenanteil eines Druckoriginalfilmes zu
messen. Ein solches Gerät ist in Fig. 9 gezeigt. Dieses Meßgerät ist anstelle des üblichen Meßgerätes mit fester
Montage entwickelt worden, und es ist so ausgebildet, daß
es ist so ausgebildet, daß es eine kompakte Bauweise aufweist und tragbar ist. Dieses Meßgerät zum Messen des Rasterpunkt-Flächenanteiles
kann infolgedessen für die Messung an irgendeiner Stelle verwendet werden, sofern ein Leuchttisch
zur Verfügung steht.
Da aber der Leuchttisch fest montiert ist, kann das Meßgerät zum Messen des Rasterpunkt-Flächenanteiles
nicht von seiner tragbaren Natur Gebrauch machen, und es ist der Meßort beschränkt.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines wirksamen Bereichsschaltverfahrens für ein tragbares Meßgerät für
die optische Dichte/den Rasterpunkt-Flächenanteil, das als Lichtquelle einen üblichen Leuchttisch verwenden kann, eine
Messung mit hoher Präzision liefert, und zwar auch unter den Bedingungen eines Flimmerns der Lichtquelle aufgrund der
kommerziellen Netzfrequenz oder einer Lichtmengenänderung aufgrund einer Änderung der Lage, wobei die Anzahl der Komponenten
verringert ist.
Ferner soll durch die Erfindung eine kompakte Lichtquellenanordnung
geschaffen werden, die für die Verwendung in Kombination mit einem tragbaren Meßgerät für den Rasterpunkt-Flächenanteil
geeignet ist.
Bei der tragbaren Meßvorrichtung für die optische
Dichte/den Rasterpunkt-Flächenanteil nach der Erfindung ermöglicht die Verwendung eines Tiefpaßfilters und einer besonderen
automatischen Steuervorrichtung die Verwendung eines üblichen Leuchttisches als Lichtqelle. Das automatische Meßbereichs-Steuerverfahren
nach der Erfindung ermöglicht es, die Anzahl an Meßbereichsschaltungen zu verringern und die
Gesamtmeßzeit zu verkürzen. Infolgedessen kann die durch
eine Änderung des Meßortes hervorgerufene Änderung der Licht-
menge leicht kompensiert werden. Ferner kann die Ansprechverzögerungszeit
aufgrund der Verwendung eines Tiefpaßfilters wiedergewonnen werden, und es kann die Anzahl an Komponenten
verringert werden.
Nach der Erfindung ist ein Verfahren zur automatischen Bereichskontrolle bzw. Bereichssteuerung für eine
Meßvorrichtung für die optische Dichte/den Rasterpunkt-Flächenanteil
gekennzeichnet durch ein photoelektrisches Wandlerelement für eine photoelektrische Umwandlung von Licht,
das von einem zu messenden Gegenstand abgegeben oder reflektiert wird, in einen lichtelektrischen Strom, durch einen
Operationsverstärker für die Umwandlung des lichtelektrischen Stromes in ein Spannungssignal für die Verstärkung dieses
Signals, durch ein Tiefpaßfilter zum Ausschalten einer Wechselstromkomponente
des Spannungssignals vom Operationsverstärker, durch einen Analog/Digital-Wandler zum umwandeln des
Spannungssignals vom Tiefpaßfilter von einem Analogwert in
einen Digitalwert, durch eine Operations-Steuereinheit für die Ausgabe von Schalt-Steuersignalen für die Ein-Aus-Steuerung
mehrerer Analogschalter und Wiedergabedaten in Abhängigkeit von dem Digitalsignal und durch einen Verstärkungs-Schaltkreis
mit mehreren Rückführwiderständen und Analogschaltern zwischen den Eingangs- und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers
zum Schalten eines Meßbereiches, wobei die Operationssteuereinheit die Schaltsteuersignale an den Verstärkungsschaltkreis
so ausgibt, daß die Operationssteuerschaltung in Abhängigkeit von einem Wert Vi, welcher durch die Analog-Digital-Umwandlung
eines gemessenen Wertes bei einer gegebenen Verstärkung Gi einen Wert Ii = Vi/Gi errechnet, in Abhängigkeit davon, welcher
von mehreren vorbestimmten Bereichen dem Wert Ii entspricht, eine Verstärkung Gi + 1 auswählt und, wenn die Verstärkung
Gi + 1 mit der Stromverstärkung Gi übereinstimmt, der Wert Ii zu einem gemessenen Höchstwert gemacht wird, während,
wenn die Verstärkung Gi + 1 nicht mit der Stromverstärkung
Gi übereinstimmt, durch eine Analog-Digital-Umwandlung des gemessenen Wertes bei der Verstärkung Gi + 1 ein Wert Vi
erhalten wird, um einen Wert Ii + 1 = (Vi + 1) / (Gi +1) zu errechnen, wobei ähnliche Vorgänge wiederholt werden, bis
eine Übereinstimmung erreicht ist.
Ferner ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Messung der optischen Dichte / des Rasterpunkt-Flächenanteiles,
gekennzeichnet durch ein photoelektrisches Wandlerelement für eine photoelektrische Umwandlung von Licht in
einen lichtelektrischen Strom, das von einem zu messenden Gegenstand abgegeben oder reflektiert wird, durch einen Operationsverstärker
für die Umwandlung des lichtelektrischen Stromes in ein Spannungssignal für die Verstärkung dieses Spannungssignals, durch ein Tiepaßfilter zum Ausschalten einer Wechselstromkomponente
des Spannungssignals vom Operationsverstärker, durch einen Analog-Digital-Wandler für die Umwandlung des
Spannungssignals vom Tiefpaßfilter von einem Analogwert in einen Digitalwert, durch eine Operationssteuereinheit für
die Ausgabe von Schaltsteuersignalen für die Ein- Aus-Steuerung mehrerer Analogschalter und eines die anzuzeigenden Daten darstellenden
Datensignals in Abhängigkeit von dem Datensignal, durch eine Wiedergabevorrichtung zur Wiedergabe der Daten
und durch einen Verstärkungsschaltkreis mit mehreren Rückführwiderständen, die parallel zwischen den Eingangs- und
Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers geschaltet sind, wobei die Analogschalter jeweils mit den Rückführwiderständen
verbunden sind, jedoch mit Ausnahme des Schalters, der den größten Widerstandswert hat.
Ferner ist eine Vorrichtung zur Messung der optischen Dichte/des Rasterpunkt-Flächenanteils nach der Erfindung gekennzeichnet
durch ein photoelektrisches Wandlerelement für eine photoelektrische Umwandlung von Licht in einen lichtelektrischen Strom, das von einem zu messenden Gegenstand ab-
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gegeben oder reflektiert wird, durch einen Operationsverstärker für die Umwandlung des lichtelektrischen Stromes
in ein Spannungssignal für die Verstärkung dieses Spannungssignals, durch ein Tiepaßfilter zum Ausschalten einer Wechselstromkomponente
des Spannungssignals vom Operationsverstärker, durch einen Analog-Digital-Wandler für die Umwandlung
des SpannungssignaIs vom Tiefpaßfilter von einem Analogwert
in einen Digitalwert, durch eine Operationssteuereinheit für die Ausgabe von Schaltsteuersignalen für die Ein-Aus-Steuerung
mehrerer Analog-Schalter und eines die anzuzeigenden Daten darstellenden Datensignals in Abhängigkeit von dem Digitalsignal·,
durch eine Wiedergabevorrichtung zur Wiedergabe der Daten und durch einen Verstärkungsschaltkreis mit mehreren
Rückführwiderständen, die zwischen den Eingangs-und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers in Reihe geschaltet sind,
wobei die Analogschalter jeweils zwischen die Klemmen der Rückführwiderstände (ausgenommen derjenige Rückführschalter,
der mit der Eingangsklemme des Operationsverstärkers verbunden ist) und die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers
geschaltet sind.
Ferner ist Gegenstand der Erfindung eine Kompakt-Lichtquellenanordnung
in Form eines Meßtisches. Diese Anordnung besitzt an ihrer einen Ecke einen Beleuchtungsabschnitt,
und sie ist auf deren Rückseite mit einem Gehäuse versehen, das eine vollständige Anpassung an ein Meßgerät für den
Rasterpunkt-Flächenanteil ermöglicht, wobei das Gehäuse in Eingriff mit der Lichtquellenanordnung steht.
Die Erfindung ist im folgenden Anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Beispiel einer Schaltung
einer Meßvorrichtung für die optische Dichte/den Rasterpunkt-Flächenanteil gemäß der
Erfindung,
Fig. 2 schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel der Schaltung für die optische Dichte/den
Rasterpunkt-Flächenanteil,
Fig. 3 eine Darstellung einer Abwandlung der Schaltung,
Fig. 4 ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel
einer üblichen Meßvorrichtung für die optische Dichte zeigt,
Fig. 5 ein Schaltbild eines Beispiels eines üblichen Versträkungsschaltkreises,
Fig. 6 ein Schaltbild einer üblichen Meßvorrichtung für die optische Dichte unter Verwendung des
Verstärkungsschaltkreises nach Fig. 5,
Fig. 7 (a)
und (b) die Konstruktion einer kompakten Lichtquellenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
Fig. 8 die Konstruktion eines Meßgerätes für den
Rasterpunkt-Flächenanteil in Kombination mit der Ausführung nach Fig. 7 und
Fig. 9 die Art der Verwendung eines Meßgerätes für den Rasterpunkt-Flächenanteil in Kombination
mit der Lichtquelle nach Fig. 7, wobei deren funktioneile Elemente dargestellt sind.
Es wird zunächst die Meßgenauigkeit beschrieben, die während der Messung der optischen Dichte und des Rasterpunkt-Flächenanteiles
in Betracht gezogen werden muß. Die optische Dichte D ist gegeben durch:
D = - log Jg = loglf - logl (1)
wobei I die Menge des gemessenen, übertragenen Lichtes darstellt und If die Menge an übertragenem Licht bei einem
Normalmaßstab darstellt. Wie später beschrieben, sollten logl und loglf innerhalb der Genauigkeit von - 0,005 liegen.
Deshalb ist gefordert, daß die Meßgenauigkeit für If und jeweils innerhalb - If/86 und - 1/86 liegt und die Anzahl
effektiver Stellen des Meßwertes eine ausreichende Anzahl aufweist.
Der Rasterpunkt-Flächenanteil A ist gegeben durch: A = (1 - I/If) X 100 (2)
Da, wie später beschrieben, die Genauigkeit genügt, wenn ein Verhältnis I/If innerhalb einer Genauigkeit von - 0,5 %
liegt, muß die Meßgenauigkeit für If - If/200 und für I einen
konstanten Wert von - If/200 haben, und zwar unabhängig
von der Größe eines gemessenen Wertes. Infolgedessen ist bei der Messung des Rasterpunkt-Flächenanteiles ein feinerer oder
engerer Bereich erforderlich als bei der Messung der optischen Dichte. Jedoch wird bei dar Messung des Rasterpunkt-Flächenanteiles
nur eine Nulljustierung gefordert, d.h. nur eine Justierung eines Normalbereiches.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Schaltanordnung einer Meßvorrichtung für die optische Dichte und den Rasterpunkt-Flächenanteil
gemäß der Erfindung. Zunächst soll die Funktion der Meßeinrichtung für die optische Dichte beschrieben werden.
In dieser Ausführung enthält die Meßvorrichtung für die optische Dichte ein Halbleiter-photoelektrisches Wandlerelement 1,
wie beispielsweise eine Photodiode, welche ein übertragenes Licht oder von einem zu messenden Gegenstand reflektiertes
Licht photoelektrisch in einen lichtelektrischen Strom umwandelt. Die Meßvorrichtung enthält ferner einen Operationsverstärker
2 für die Umwandlung des lichtelektrischen Stromes in eine Spannung und für die Verstärkung dieses Signals. Ferner
ist ein Tiefpaßfilter 6 für die Entfernung einer Wechselstromkomponente
des Spannungssignals vom Operationsverstärker 2 vorgesehen. Die Vorrichtung enthält ferner einen Analog/
Digital-Wandler 3 für die Umwandlung eines analogen Spannungssignals vom Filter 6 in ein Digitalsignal. Ferner ist eine
Operations-Steuereinheit 4 vorgesehen, die einen Mikrocomputer für die Ausgabe von Schaltsteuersi^alen #1 bis #3
und ein Datensignal enthält. Schließlich ist eine Wiedergabevorrichtung
für die Anzeige der Daten von der Operations-Steuereinheit 4 vorgesehen. Die Schaltsteuersignale #1 bis
#3 steuern die Einschaltung/Ausschaltung der analogen Schalter SW1 bis SW3, und zwar aufgrund des Digitalsignales von
dem Analog/Digital-Wandler 3 und in Übereinstimmung mit dem automatischen Bereichssteuerverfahren nach der Erfindung,
das später beschrieben werden soll. Das Datensignal zeigt die wiederzugebenden Daten an, die erhalten sind durch Umwandlung
des digitalen Signals vom Analog/Digitalwandler 3. Zusätzlich ist ein Verstärkungsschaltkreis 7 vorgesehen,
in welchem mehrere Rückführwiderstände R, 9R, 9OR und 900R zwischen den Eingangs-und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers
2 in REihe geschaltet sind, und es sind die Analogschalter SW1 bis SW3 jeweils zwischen die Ausgangsklemme
des Operationsverstärkers und die jeweiligen Verbindungen von 900R und 9OR, 9OR und 9R sowie 9R und R geschaltet.
Ein Verstärker mit programmierbarer Verstärkung, dessen Verstärkung durch die Operationssteuereinheit 4 gesteuert
wird, ist, wenn erforderlich, zwischen den Tiefpaßfilter 6 und den Analog-Digital-Wandler 3 geschaltet. Die Operation
der Analogschalter SW1 bis SW3 wird gemäß Tabelle 1 gesteuert, wie es später beschrieben wird. Mit der oben beschriebenen
Anordnung wird die Anzahl an Analogschaltern auf drei reduziert im Vergleich mit vier Analogschaltern beim Stand der
Technik.
SW1 | SW2 | SW3 | |
X 1000 | Aus | Aus | Aus |
X 100 | Ein | Aus | Aus |
X 10 | X | Ein | Aus |
X 1 | X | X | Ein |
In Tabelle 1 zeigt das Symbol X an, daß sowohl Ein oder
Aus verwendet werden kann.
In dem Ausführungsbeispiel ist das Tiefpaßfilter 6 hinter dem Operationsverstärker 2 eingesetzt. Dies führt
zur Verwendung eines üblichen Leuchttisches anstelle einer Lichtquelle, wie eine Halogenlampe, die mit einer konstanten
Spannungsquelle gespeist wird, wie sie in der bekannten, fest montierten Meßvorrichtung für die optische Dichte
verwendet wird. Wenn ein üblicher Leuchttisch als Lichtquelle verwendet wird, bestehen folgende Nachteile:(1) es
sind Flimmerkomponenten mit einer Frequenz in einem Meßsignal
enthalten, die zweimal so hoch ist wie diejenige einer Steuer-Spannungsquelle; (2) die Lichtmenge ändert
sich, wenn sich die Lage des Leuchttisches verändert. Das Tiefpaßfilter 6 eliminiert das oben angegebene Problem (1)
und schaltet die Wechselstromkomponenten in einem gemessenen Signal aus, so daß nur die Gleichstromkomponente gemessen
wird.
Um in dieser Ausführung das oben angegebene Problem (2) zu lösen, wird die übliche schwerfällige Justierung
mit Normalmaßstab von Hand durch einen veränderbaren Widerstand
nicht übernommen, sondern es wird das später beschriebene automatische Bereichssteuerverfahren eingeführt, wodurch
es ermöglich wird, eine Justierung im Normalmaßstab in kurzer Zeit auszuführen. Das automatische Bereichssteuerverfahren
nach der Erfindung hat das Problem gelöst, wonach die Verwendung des Tiefpaßfilters 6 zu einer langen Ansprechzeit
eines Signals führt, in welcher Zeit sich der Meßbereich (oder die Verstärkung) ändern kann, so daß eine Wartezeit
erforderlich ist, bis sich die Daten stabilisiert haben und für eine Analog/Digitalumwandlung geeignet sind. Wenn ein
10OHz-Flimmern um 1/100 verringert werden soll und ein RZ-Filter
erster Ordnung verwendet wird, dessen Sperrfrequenz
ein Hz beträgt und deren Zeitkonstante £ 0,16 Sekunden ist,
dann sind etwa 7 ζ oder 1,12 Sekunden erforderlich, bis die
Ausgangsschwankung, die durch die Bereichsumschaltung hervorgerufen wird, im Bereich von 1/1000 des Sollwertes liegt.
1/1000 etspricht hier der Auflösung von einem Zehn-Bit-Analog/Digital-Wandler.
Um diese Verzögerung zu verringern, ist eine automatische Bereichssteuerung erwünscht, die schnell
ansprechen kann.
Fig. 2 zeigt ein anderes Beispiel einer Schaltanordnung einer Meßvorrichtung für die optische Dichte bzw.
den Rasterpunkt-Flächenanteil. Diese Schaltung ist die gleiche wie in Fig. 1, jedoch mit Ausnahme eines Verstärkungs-Schaltkreises
8. In dem Verstärkungs-Schaltkreis 8 sind mehrere Widerstände R, 10R, 100R und 900R parallelgeschaltet
zwischen den Eingangs- und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers 2. Die Widerstände R, 10R und 100R, ausgenommen
der Widerstand 900R mit dem größten Wert unter diesen Widerständen, sind jeweils in Reihe geschaltet mit entsprechenden
Analogschaltern SW1 bis SW3. Die Arbeitsweise der Analogschalter SW1 bis SW3 wird gesteuert in Abhängigkeit von
Tabelle 2. Mit der oben beschriebenen Schaltungsanordnung wird die Anzahl der Analogschalter auf drei reduziert im
Vergleich mit vier Analogschaltern bei der bekannten Anordnung.
Tabelle 2 | SW2 | SW3 | |
Aus | Aus | ||
SW1 | Aus | Aus | |
X 1000 | Aus | Ein | Aus |
X 100 | Ein | X | Ein |
X 10 | X | ||
X 1 | X | ||
Das Symbol X in Tabelle 2 zeigt, daß sowohl Ein und Aus verwendet werden kann.
Es wird nunmehr die automatische Bereichssteuerung nach der Erfindung beschrieben. In einer üblichen automatischen
Bereichssteuerung wird eine erste Messung bei weitestem Bereich mit kleinstem Verstärkungsfaktor durchgeführt, um zu
prüfen, ob die höchste Stelle einen anderen Wert als Null erhält. Im Falle des Ergebnisses Null wird der Bereich einer
nach dem anderen auf einen kleineren oder engeren Bereich mit größerem Verstärkungsfaktor geschaltet. Ein gemessener
Wert wird bestimmt von einem Analog/Digital-Umwandlungswert, wenn zu einer ersten Zeit die höchste Stelle und der
Bereichswert, das ist der Verstärkungswert zu dieser Zeit von Null abweicht. Bei einer solchen üblichen automatischen
Bereichssteueroperation ergeben sich maximal vier Messungen, bis der endgültig gemessene Wert erhalten wird, und zwar
aufgrund der Messungen bei X1 —» X10 —» X100 —» X1000. Da
eine Messung mehr als 1,12 Sekunden benötigt, ergibt sich eine Zeit bis zur Vervollständigung der Messung von mehr
als 4,48 Sekunden, was für eine Bedienungsperson als verhältsnismäßig
lang empfunden wird, und was einem verhältnismäßig geringen Arbeitswirkungsgrad entspricht.
Demgegenüber wird mit dem automatischen Bereichssteuerverfahren
nach der Erfindung die von dem Analog/Digital-Wandler erhaltene Information positiv für die Verringerung
der gesamten Meßzeit verwendet. Nach der Erfindung wird eine Analog/Digital-Umwandlung zuerst bei einem Bereich X1 durch
den Zehn-Bit-Analog/Digital-Wandler durchgeführt. Der Analog/
Digital-Umwandlungswert wird verglichen mit den Werten in Tabelle 3, um eine zu wählende Verstärkung zu bestimmen und
eine weitere Analog/Digital-Umwandlung auszuführen.
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A/D-Umwandlungswert
0 />- 9
10 rc 99
100^-
10 rc 99
100^-
auszuwählende Verstärkung Stromverstärkung χ
Stromverstärkung χ 10
Stromverstärkung ist richtig
Wenn die Stromverstärkung einem richtigen Bereich entspricht, wird der Analog/Digital-Umwandlungswert zu dieser
Zeit für einen gemessenen Höchstwert verwendet. Nach
diesem Verfahren genügen drei Analog/Digital-Umwandlungen, das ist bei den Bereichen X1 -4 X100-*X1000, um den X1000-Bereich auszuwählen, wodurch die für die Messung erforderliche Zeit reduziert wird. Wenn eine Bereichsüberschreitung des Zehn-Bit-Analog/Digital-Wandlers festgestellt wird,
kann die Messung vom X10-Bereich oder von dem dem vollen
Maßstab zugeordneten Bereich ausgehen. In diesem Falle wird der Bereich oder die Verstärkung gemäß Tabelle 4 ausgewählt.
diesem Verfahren genügen drei Analog/Digital-Umwandlungen, das ist bei den Bereichen X1 -4 X100-*X1000, um den X1000-Bereich auszuwählen, wodurch die für die Messung erforderliche Zeit reduziert wird. Wenn eine Bereichsüberschreitung des Zehn-Bit-Analog/Digital-Wandlers festgestellt wird,
kann die Messung vom X10-Bereich oder von dem dem vollen
Maßstab zugeordneten Bereich ausgehen. In diesem Falle wird der Bereich oder die Verstärkung gemäß Tabelle 4 ausgewählt.
A/D-Umwandlungswert
10^99
auszuwählende Verstärkung
Stromverstärkung χ Stromverstärkung χ 10
100^999
1000"*~Bereichsüberschreitung
Stromverstärkung ist richtig Stromverstärkung /10
In Tabelle 4 ist angegeben, daß die Verstärkung auf 1/10 reduziert wird, wenn eine Bereichsüberschreitung
des Analog/Digital-Umwandlungswertes festgestellt wird. Wenn bei einer solchen Anordnung der XiOOO-Bereich ausgewählt
werden soll, genügen nur zwei Analog/Digital-Umwandlungen, d.h. der X10-Bereich —>
X1000-Bereich, wenn die Messung von dem X10-Bereich ausgeht. Somit ist die gesamte
Meßzeit im Vergleich zu der bekannten Anordnung um die Hälfte verringert.
Die oben beschriebene Verstärkungsauswahl kann allgemein folgendermaßen beschrieben werden: Ein Wert Ii
wird einem Wert Vi entnommen, der durch eine Analog/Digital-Umwandlung bei einer gegebenen Verstärkung Gi erhalten worden
ist, und zwar aufgrund einer Gleichung Ii = Vi/Gi. Dann wird die folgende Verstärkung Gi + 1 ausgewählt, und zwar in Übereinstimmung
damit, wo sich der Wert Ii unter den verschiedenen voreingestellten Bereichen in Tabelle 5 befindet. Wenn
die gewählte Verstärkung Gi + 1 mit der Stromverstärkung Gi übereinstimmt, dann wird der Wert Ii endlich der gemessene
Wert. Wenn er nicht übereinstimmt, wird erneut eine Messung bei der Verstärkung Gi + 1 ausgeführt, und es werden ähnliche
Vorgänge wiederholt, bis eine Übereinstimmung erreicht ist. Es wird hier darauf hingewiesen, daß der Wert Ii realisiert
wird durch Einstellung seines Maximum auf "1". Bei der Einstellung der Bereiche für den praktischen Gebrauch wird
jeder Bereich durch Überlappung miteinander eingestellt, um so den Spalt zwischen den Bereichen aufgrund von Fehlern
in den Werten der Schaltungselemente zu vermeiden.
Ii
0,316
0,316 -^ 0,1
0,1
0,01 ■
0,001
0,001
0,01
0,001
Gi + 1
X 1
X 3,16
X 10 X 100 X 1000
Als erste Verstärkung G wird die kleinste Verstärkung (X1)
oder die der Messung mit Normalmaßstab zugeordnete Verstärkung verwendet. Wenn ein Verstärkungsverhältnis bezüglich
jeder Verstärkung den gleichen Wert hat, ist es nicht erforderlich, den Wert Ii zu errechnen, sondern es wird die
nächste Verstärkung Gi + 1 durch Multiplikation des Stromes Gi bestimmt, und zwar aufgrund des Vi-Wertes bei der Verstärkung
Gi. Beispielsweise kann die Verstärkung Gi + 1
in Übereinstimmung mit Tabelle 6 bestimmt werden.
in Übereinstimmung mit Tabelle 6 bestimmt werden.
Vi
Bereichsüberschreitung
Gi + 1 Gi/10
Stromverstärkung Gi
0,1~0,01
0,0WO
Gi χ 10 Gi χ 100
Wenn der aufgrund Tabelle 6 erreichnete Wert der Verstärkung die vorbestimmte maximale oder minimale
Verstärkung überschreitet, wird entweder der Maximalwert oder der Minimalwert verwendet.
Neben dem oben erwähnten automatischen Bereichs-Steuerverfahren
gibt es ein anderes Verfahren, um die Meßzeit durch Vergrößerung der Ordnung des Filters zu reduzieren.
Wenn beispielsweise anstelle des Tiefpaßfilters erster Ordnung ein Tiefpaßfilter zweiter Ordnung verwendet
wird und wenn beabsichtigt ist, die gleiche Dämpfungscharakteristik wie bei dem RC-Filter bei 100 Hz zu erreichen,
dann wird die Sperrfrequenz fc 10 Hz, und es ergibt sich eine Zeitkonstante von 0,0225 Sekunden. In diesem Falle
wird ΊΖ 0,157 Sekunden, so daß die für die Messung erforderliche
Zeit im Vergleich mit 1,12 Sekunden wie bei dem RC-Filter erster Ordnung verringert. Dieses Verfahren zur
Vergrößerung der Filterordnung in Kombination mit dem oben beschriebenen automatischen Bereichssteuerverfahren ermöglicht
eine weitere Verringerung der Meßzeit. Ferner wird bei der Durchführung einer automatischen Bereichswahl die
Meßzeit verringert durch Verwendung des Bereiches bei einer Justierung mit Normalmaßstab als Anfangsbereich.
Im folgenden wird die Funktion der Vorrichtung zur Messung des Rasterpunkt-Flächenanteils beschrieben. Es ist
nicht erforderlich, den Rasterpunkt-Flächenanteil unter Verwendung eines Logarithmus zu messen, und es wird somit ein
enger Meßbereich möglich. Infolgedessen wird bei einer Messung, nach-dem eine Justierung im Normalmaßstab beendet ist,eine
Analog/Digital-Umwandlung ausgeführt, und zwar durch Fixieren des entsprechenden Bereiches auf den dem Normalmaßstabs-Wert
zugeordneten Bereich. Es ist nicht erforderlich, den Bereich umzuschalten, so daß die Meßzeit kürzer ist als
diejenige bei der Messung der optischen Dichte. Die Genauigkeit eines Wertes im Normalmaßstab bei der Messung eines
Rasterpunkt-Flächenanteiles muß aber eine höhere Genauigkeit haben als die Messung der optischen Dichte. Im einzelnen
liegt die Wiederholungsgenauigkeit, die normalerweise bei der Messung der optischen Dichte gefordert wird, innerhalb
von - 0,01, während die Wiederholungsgenauigkeit, die bei
der Messung des Rasterpunkt-Prozentsatzes bzw. Flächenanteiles gefordert wird, innerhalb von - 0,1 % liegt. Um eine
solche Genauigkeit sicherzustellen, ist es erforderlich, daß die Geanuigkeit in der Lichtmengenmessung innerhalb
von - 0,005 in der Dichtemessung ist, während sie - 0,5 % in der Rasterpunkt-Messung ist. Die Minimum-Zähleranzeige
von 86 des Analog/Digital-Umwandlungswertes (ganze Zahl) einer zu messenden Lichtmenge entspricht - 0,005, während
der Minimum-Zählwert von 200 - 0,5 % entspricht. Der vorgenannte Minimum-Zählwert von 86 wird folgendermaßen bestimmt:
0,005 der Meßgenauigkeit entspricht 1,0115 des Durchlässigkeitsfaktors bzw. Übertragungsfaktors (Transmissivity)
so daß 0,0115 durch Operation (1.0115 - 1) erhalten
wird, und es wird der Zählwert 86 erhalten durch Divission von 1 durch 0,0115. Ein anderer Minimum-Zählwert
von 200 wird bestimmt durch Division von 1 durch 0,005 (0,5 %). Durch Verwendung des Zehn-Bit-Analog/Digital-Wandlers
wird das maximal zulässige Verstärkungsverhältnis zwischen den Bereichen zu 1024/86 = 11,9 für die optische Dichte
und 1024/200 = 5,12 für den Rasterpunkt-Prozentsatz bzw. -Flächenanteil. Deshalb müssen die Meßbereiche einer Meßvorrichtung
für sowohl optische Dichte als auch für den Rasterpunkt-Prozentsatz bzw.-Flächenanteil auf den feineren
oder engeren Bereichen angeordnet werden, d.h.auf den Bereichen für die Messung des Rasterpunkt-Prozentsatzes bzw.
-Flächenanteils. Bei einer solchen Anordnung nimmt die Anzahl der Bereiche zu, beispielsweise auf X1; X3jX3,162;
X10; X31,62; X100; X316,2; X1000. In einem solchen Falle
führt die Einführung nur des oben erwähnten automatischen Meßbereichs-Steuerkreises zu einer Erhöhung der Anzahl an
Widerständen und Analogschaltern, wodurch die Schaltungsanordnung kompliziert wird.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Ersatzschaltung in Bezug auf dieses Problem. Ein Verstärker 10 mit programmierbarer
Verstärkung ist in Reihe hinter den Operationsverstärker 2 geschaltet, und es sind insgesamt zwei Verstärker
für die Bildung der Bereichs-Schaltkreise verwendet. Bei dieser Anordnung muß die Anzahl an Widerständen und Analogschaltern
an der ersten Stufe des Bereichs-Schaltkreises im Vergleich mit dem Bereichs-Schaltkreis mit nur einem
Operationsverstärker 2 nicht erhöht werden. In der vorliegenden Ausführung sind die Meßbereiche eingeteilt in X1, X10,
X100, X1000 in der ersten Stufe des Bereichs-Schaltkreises
und in X1; X3,16 in der zweiten Stufe des Bereichs-Schaltkreises.
Die Schaltbereiche der ersten Stufe des Bereichs-Schaltkreises, d.h. X1 bis X1000, während die Bereiche der
zweiten Stufe des Bereichs-Schaltkreises einen engen Bereich umfassen, das ist X1 bis X3,162. Deshalb besteht kein Problem,
daß eine Spannungsabweichung an der vorhergehenden Stufe in großem Maße verstärkt wird. Die zweite Stufe des
Bereichs-Schaltkreises und der Operationsverstärker können deshalb irgendwelche Arten von üblich verwendeten Operationsverstärkern
sein. Da ferner der Operationsverstärker den Tiefpaßfilter bildet, kann mit ihm der Operationsverstärker
des Bereichs-Schaltkreises gemeinsam verwendet werden. Wenn eine Nulljustierung nur für die Bereiche X1 und X3,162 ausgeführt
werden, werden die ganzen Bereiche so eingestellt, daß nur diejenigen Bereiche mit kleiner Verstärkung genau
eingestellt werden, während die Bereiche mit großer Verstärkung grob eingestellt werden, um die Anzahl an Bereichen
klein zu halten und so den Leckstrom zu verringern und die Meßgenauigkeit zu verbessern. In diesem Falle kann der Bereichs-Schaltkreis
aus einer einzelnen Stufe bestehen.
Die optische Dichte D wird gemäß den folgenden Gleichungen aus dem Meßwert (Verstärkung) G und dem Analog/
Digital-Umwandlungswert V, der wie oben beschrieben erhalten worden ist, folgendermaßen errechnet:
Reflexionsgrad T= (Gf X V) / (Vf X G) (3)
optische Dichte D = -log T (4) ,
wobei Gf und Vf die Verstärkung bei normalem Maßstab und den gemessenen Wert eines Analog/Digital-Umwandlungswertes
darstellen, und wobei G und V die Meßwerte der Menge an übertragenem Licht darstellen.
Wie oben beschrieben, kann nach dem erfindungsgemässen
Steuerverfahren die Anzahl der Wahlmöglichkeiten der Meßbereiche verringert werden, und es kann die Meßgenauigkeit
erhöht werden.
Der Rasterpunkt-Prozentsatz bzw. -Flächenanteil A wird erhalten durch die folgende Gleichung:
Rasterpunkt-Prozentsatz bzw. -Flächenanteil A= (1- T) X 100 (%)
(5)
Es ist leicht, die obigen Operationen auszuführen und das Operationsergebnis unter Verwendung einer Vorrichtung, wie
beispielsweise eines Mikrocomputers, anzuzeigen. Wie ferner in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 55-27909 offenbart, wobei die Kompensation für die "Fransen" und "Geisterbilder" bzw. "Doppelkonturen" der
Rasterpunkte kann leicht unter Verwendung eines Mikrocomputers
oder dergleichen durchgeführt werden.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind folgende:
(1) Es kann eine kompakte und tragbare Meßvorrichtung für die optische Dichte/den Rasterpunkt-Prozentsatz bzw.
-Flächenanteil verwirklicht werden.
(2) Es kann ein üblicher Leuchttisch als Lichtquelle verwendet werden. Ferner kann eine Messung mit hoher Präzision
auch unter Bedingungen, wie Lichtquellenflimmern aufgrund der Netzfrequenz oder einer Änderung der Lichtmenge
durch eine Änderung der Meßlage, ausgeführt werden.
(3) Ein besonderes, automatisches Bereichs-Steuerverfahren ermöglicht es, die Anzahl der auszuwühlenden Meßbereiche
zu verringern und die Meßgenauigkeit zu erhöhen.
Die Fig. 7(a) und (b) zeigen die Konstruktion der Lichtquellenanordnung gemäß einer Ausführung der Erfindung,
wobei Fig. 7 (a) eine perspektivische Ansicht von der Vorderseite her und Fig. 7(b) eine perspektivische Ansicht von
der Rückseite her sind. Die kompakte Lichtquellenanordnung weist einen Meßtischabschnitt 112 an der Oberseite eines
Hauptkörpers 111 auf. Ein zu messender Film liegt auf dem
Meßtisch 112. An einer Ecke des Meßtisches 112 ist ein Beleuchtungsabschnitt
113 vorgesehen, auf dem ein Kreis mit 10 mm Durchmesser als Meßmarke dargestellt ist. Licht von
einer eingebauten Lichtquelle wird der Meßmarke zugeführt.
Ein Schalter 114 ist vorgesehen, um die eingebaute Lichtquelle
ein- und auszuschalten.
Ein Gehäuse X für ein Rasterpunkt-Prozentsatzbzw. -Flächenanteil-Meßgerät und ein Lichtquellengehäuse Y
sind an der Rückseite des Hauptkörpers 111 ausgebildet. Das Gehäuse X besitzt einen Raum, in den das Meßgerät für
den Rasterpunkt-Prozentsatz bzw.-Flächenanteil eingesetzt werden kann. Die den Raum teilweise begrenzende Wand ist
mit einer Schiene 111A versehen, die in eine Nut eingreift;'
die in dem Gehäuse für das Meßgerät für den Rasterpunkt-Prozentsatz bzw. -Flächenanteil vorgesehen ist. Ein Vorsprung
111B ist ebenfalls auf der Wand vorgesehen, wobei dieser Vorsprung so ausgebildet ist, daß er in eine Höhlung
eingreift, die in dem Gehäuse für das Rasterpunkt-Prozentsatz-Meßgerät vorgesehen ist, eingreift und verhindert, daß
das Meßgerät aus dem Hauptkörper 111 herausgleitet. Die gegenseitige Position zwischen dem Vorsprung und der Höhlung
können auch umgekehrt sein. Das Lichtquellengehäuse Y enthält eine Batterie, eine Lampe, eine reflektierende Platte,
eine Streuplatt u.s.w., und es ist so ausgebildet, daß die Batterie oder andere Teile ausgewechselt werden können, indem
ein Deckel 115 entfernt wird.
Fig. 8 zeigt eine Außenansicht eines Meßgerätes für den Rasterpunkt-Prozentsatz bzw. -Flächenanteil·, das
mit der kompakten Lichtquellenanordnung 111 nach Fig. 7 kombiniert wird. Das Gehäuse enthält ein Bodengehäuse 121,
ein oberes Gehäuse 122 und einen Batteriedeckel 123.
Das Bodengehäuse 121 ist mit einer Nut 121A und einer Höhlung 121B versehen, die jeweils mit der Schiene
111A und einem Vorsprung 111B des Hauptkörpers 111 der Vorrichtung in Eingriff stehen. Zusammen mit diesen Elementen
sind die kompakte Lichtquellenvorrichtung 110 und das Meßgerät für den Rasterpunkt-Prozentsatz bzw. -Flächenanteil
120 aneinander befestigt. Das Bezugszeichen 124 bezeichnet eine Meßeinheit für die Einführung von Meßlicht,
Das obere Gehäuse 122 ist mit einem Wiedergabefenster
versehen, durch das das Meßergebnis angezeigt wird. Ferner ist ein Schalter 126 und andere verschiedene Schalter
127, 128 vorgesehen. Ein Batteriedeckel 123 besitzt keine zu betätigenden Elemente.
Fig. 9 zeigt, wie die Messung unter Verwendung der kompakten Lichtquelle 110 nach Fig. 7 und des Rasterpunkt-Prozentsatz-Meßgerätes
nach Fig. 8 ausgeführt wird. Der Schalter 114 für die kompakte Lichtquelle 110 wird betätigt,
um die Batterie und die Lampe 116 miteinander zu verbinden. Licht von der Lampe wird der Streuplatte 118 über
eine zerstreuende, reflektierende Platte 117 mit einer mattierenden
Bearbeitung zur Bildung von gleichförmigem Licht zugeführt. Aufgrund der reflektierenden Platte 117 kann ein
wirksamer Abstand zwischen der Lampe und der diffusen Platte langgemacht werden, um dadurch die Einflüsse wie eine Störung
durch die reflektierende Spiegelfläche, zu verringern.
Das Licht wird einem Film 130 zugeführt, der auf dem Meßtisch 112 (Fig. 7) der kompakten Lichtquellenanordnung
110 aufgelegt ist.
Das Licht, das von dem Film 130 übertragen wird, wird dann der Meßeinheit 124 der Rasterpunkt-Prozentsatz
bzw.-Flächenanteil-Meßvorrichtung 120 zugeführt, um das Licht auf photoelektrischem Wege mit einem Sensor 129 zu
messen und darauf mit einem Verstärker AMP zu verstärken. Dann wird das verstärkte Signal durch einen Analog/Digital-Wandler
in ein digitales Signal umgewandelt, das dann in einer Zentraleinheit (CPU) in ein Anzeigesignal umgewandelt
wird, das einer Anzeigevorrichtung 125 zugesandt wird.
35362A5
Bei der Messung unter Verwendung der kompakten Lichtquelle 110 und des Meßgerätes für den Rasterpunkt-Prozentsatz
bzw. -Flächenanteil ist der Beleuchtungsabschnitt 113 {Fig.7) der Rasterpunkt-Prozentsatz-Meßvorrichtung
120 mit der Meßeinheit 124 des Rasterpunkt-Prozentsatz-Messers 120 ausgerichtet. In diesem Falle kann das
Rasterpunkt-Prozentsatz-Meßgerät 120 richtig auf der kompakten
Lichtquellenvorrichtung 110 aufgesetzt werden, so daß der Arbeitswirkungsgrad gut ist und der Film 130 in
geeigneter Weise dazwischen angeordnet werden kann. Bei der Ausrichtung des Rasterpunkt-Prozentsatz-Meßgerätes
paßt sich die Nut 121 A den Fingern der Bedienungsperson an, so daß das Meßgerät leicht gehandhabt werden kann.
Außerdem kann die Positionsausrichtung leicht ausgeführt werden, indem man auf die Meßmarke sieht, die eine verhältnismäßig
große Abmessung hat.
In der Ausführung ist das Rasterpunkt-Prozentsatzmeßgerät als Meßvorrichtung verwendet. Jedoch sind auch andere
gewöhliche Meßvorrichtungen anwendbar, die eine Lichtübertragung einschließen, wie beispielsweise Übertragungs-Dichtemesser.
Wie oben beschrieben, ist die Lichtquellenvorrichtung nach der Erfindung so ausgebildet, daß sie mit dem
Rasterpunkt-Prozentsatz-Meßgerät kompatibel ist, so daß die Funktionen dieses Rasterpunkt-Prozentsatz-Meßgerätes voll
angewendet werden können. Dies bedeutet, daß die Lichtquellenvorrichtung nicht nur für die Messung vorteilhaft ist, sondern
daß sie auch insoweit sehr nützlich ist, als die Außenabmessung sehr klein ist, wenn das Rasterpunkt-Prozentsatz-Meßgerät
sich während des Transportes in der Lichtquellenvorrichtung befindet.
Claims (12)
1. Verfahren zur automatischen Bereichskontrolle für
eine Meßvorrichtung für die optische Dichte/den Rasterpunkt-Flächenanteil,
gekennzeichnet durch ein photoelektrisches Wandlerelement für eine photoelektrische Umwandlung von Licht,
das von einem zu messenden Gegenstand abgegeben oder reflektiert
wird, in einen lichtelektrischen Strom, durch einen Operationsverstärker für die Umwandlung des lichtelektrischen
Stromes in ein Spannungssignal für die Verstärkung dieses Spannungssignals, durch ein Tiefpaßfilter zum Ausschalten
einer Wechselstromkomponente des Spannungssignals vom Operationsverstärker,
durch einen Analog/Digital-Wandler zum Umwandeln des Spannungssignals vom Tiefpaßfilter von einem
Analogwert in einen Digitalwert, durch eine Operations-Steuereinheit für die Ausgabe von Schalt-SteuerSignalen für
die Ein-Aus-Steuerung mehrerer Analogschalter und'Wiedergabedaten in Abhängigkeit von dem Digitalsignal und durch einen
Verstärkungs-Schaltkreis mit mehreren Rückführwiderständen und Analogschaltern zwischen den Eingangs-und Ausgangsklemmen
des Operationsverstärkers zum Schalten eines Meßbereiches, wobei die Operationssteuereinheit die Schaltsteuersignale
an den Verstärkungsschaltkreis so ausgibt, daß die Operationssteuerschaltung in Abhängigkeit von einem Wert V., welcher
durch die Analog-Digital-Umwandlung eines gemessenen Wertes bei einer gegebenen Verstärkung Gi einen Wert Ii = Vi/Gi
errechnet, in Abhängigkeit davon, welcher von mehreren vorbestimmten Bereichen dem Wert Ii entspricht, eine Verstärkung
Gi + 1 auswählt und, wenn die Verstärkung Gi + 1 mit der Stromverstärkung Gi übereinstimmt, der Wert Ii zu einem gemessenen
Höchstwert gemacht wird, während dann, wenn die Verstärkung Gi + 1 nicht mit der Stromverstärkung Gi übereinstimmt,
durch eine Analog/Digital-Umwandlung des gemessenen Wertes bei der Verstärkung Gi + 1 ein Wert Vi erhalten wird,
um einen Wert Ii + 1 = (Vi + 1) / (Gi + 1) zu errechnen,
wobei ähnliche Vorgänge wiederholt werden, bis eine Übereinstimmung
erreicht ist.
2. Vorrichtung zur Messung der optischen Dichte / des Rasterpunkt-Flächenanteils, gekennzeichnet durch ein
photoelektrisches Wandlerelement (1) für eine photoelektrische Umwandlung von Licht in einen lichtelektrischen Strom,
das von einem zu messenden Gegenstand abgegeben oder reflektiert wird, durch einen Operationsverstärker (2) für die
Umwandlung des lichtelektrischen Stromes in ein Spannungssignal für die Verstärkung dieses SpannungssignaIs, durch
ein Tiefpaßfilter (6) zum Ausschalten einer Wechselstromkomponente
des Spannungssignals vom Operationsverstärker, durch einen Analog/Digital-Wandler (3) für die Umwandlung
des Spannungssignals vom Tiefpaßfilter von einem Analogwert in einen Digitalwert, durch eine Operationssteuereinheit
(4) für die Ausgabe von Schaltsteuersignalen für die Ein-Aus-Steuerung
mehrerer Analogschalter und eines den anzuzeigenden Daten darstellenden Datensignals in Abhängigkeit von
dem Digitalsignal, durch eine Wiedergabevorrichtung (5) zur Wiedergabe der Daten und durch einen Verstärkungsschaltkreis
(7; 8) mit mehreren Rückführwiderständen, die parallel zwischen den Eingangs- und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers
geschaltet sind, wobei die Analogschalter jeweils mit den Rückführwiderständen verbunden sind, jedoch mit Ausnahme
des Schalters (900R), der den größten Widerstandswert hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärker (13) mit programmierbarer Verstärkung hinter
den Verstärkungsschaltkreis und den Operationsverstärker geschaltet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Verstärkungsschaltkreis die Breite eines
Bereiches genau auf einen einem Norm-Meßbereich zugehörigen Bereich eingestellt ist und daß die Breite eines Bereiches
grob auf die anderen Meßbereiche eingestellt ist.
5. Vorrichtung zur Messung der optischen Dichte/ des Rasterpunkt-Flächenanteils, gekennzeichnet durch ein
photoelektrisches Wandlerelement (1) für eine photoelektrische Umwandlung von Licht in einen lichtelektrischen
Strom, das von einem zu messenden Gegenstand abgegeben oder reflektiert wird, durch einen Operationsverstärker
(2) für die Umwandlung des lichtelektrischen Stromes in ein Spannungssignal für die Verstärkung dieses Spannungssignals, durch ein Tiefpaßfilter (6) zum Ausschalten von
Wechselstromkomponenten des Spannungssignals vom Operationsverstärker,
durch einen Analog/Digital-Wandler (3) für die Umwandlung des Spannungssignals vom Tiefpaßfilter von einem
Analogwert in einen Digitalwert, durch eine Operationssteuereinheit (4) für die Aufgabe von Schaltsteuersignalen für die
Ein-Aus-Steuerung mehrerer Analogschalter und eines die anzuzeigenden
Daten darstellenden Datensignals in Abhängigkeit von dem Digitalsignal, durch eine Wiedergabevorrichtung (5)
zur Wiedergabe der Daten und durch einen Verstärkungsschaltkreis (7; 8) mit mehreren Rückführwiderständen, die zwischen
den Eingangs- und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers in Reihe geschaltet sind, wobei die Analogschalter jeweils
zwischen die Klemmen der Rückführwiderstände (ausgenommen derjenige Rückführschalter, der mit der Eingangsklemme des
Operationsverstärkers verbunden ist) und die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers geschaltet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Verstärker mit programmierbarer Verstärkung hinter den Verstärkungsschaltkreis und den Operationsverstär-
ker geschaltet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Verstärkungsschaltkreis die Breite eines Bereiches genau auf einen einem Norm-Meßbereich zugehörigen
Bereich eingestellt ist und daß die Breite eines Bereiches grob auf die anderen Meßbereiche eingestellt ist.
8. Kompakt-Lichtquellenanordnung für ein übertragungs-Lichtmeßgerät
mit einer flachen Oberfläche zur Auflage eines zu messenden Gegenstandes und mit einem Beleuchtungsabschnitt
in einer Ecke der flachen Oberfläche, gekennzeichnet durch ein Meßgerätegehäuse an der Rückseite der flachen Oberfläche
zur Aufnahme des Meßgerätes und durch einen an der Rückseite der flachen Oberfläche vorgesehenen Lichtquellengehäuseabschnitt
zur Aufnahme von Lichtquellenelementen einschließlich einer Batterie und einer Lampe sowie eines optischen Systems,
wobei Licht von dem Lichtquellengehäuse dem Beleuchtungsabschnitt an der flachen Oberfläche zugeführt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Meßgerätegehäuses mit einer Schiene,
welche in das Gehäuse des Meßgerätes eingreift, und einem Vorsprung oder einer Wölbung versehen ist, welche mit einer
anderen Wölbung oder einem anderen Vorsprung des Meßgerätegehäuses in Eingriff steht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Beleuchtungsabschnitt an der linken Seite während
der Messung unter Verwendung der Kompakt-Lichtquellenanordnung nahe der Bedienungsperson liegt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit mit einer Meßmarke versehen ist,
welche den Bereich anzeigt, in dem eine Messung möglich ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das optische System eine reflektierende Platte und eine Streuplatte enthält.
13, Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die reflektierende Platte eine reflektierende Oberfläche mit einem Mattschliff aufweist.
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