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CN101118222B - 具有两个不同地工作的测量装置的颜色测量设备 - Google Patents

具有两个不同地工作的测量装置的颜色测量设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于对承印物(3)进行颜色测量的设备。本发明的特征在于：该用于对承印物(3)进行颜色测量的设备具有两个以不同分辨率工作的用于检测承印物(3)的表面的测量装置(9，10，11)。

Description

具有两个不同地工作的测量装置的颜色测量设备
技术领域
本发明涉及一种用于对承印物进行颜色测量的设备，该设备具有两个测量装置。
背景技术
为了控制印刷过程中的结果，需要或者以规则的距离或者持续地检验生产的印刷品的质量。这一方面可通过印刷机操作者本身的视觉检验来进行，但这在任何情况下都需要从印刷机中取出承印物。此外，在这种情况下总是印刷品的主观印象起作用。为了客观地测量承印物，需要使用颜色测量仪器，这种颜色测量仪器传感地检测印刷图像并且因此允许印刷图像与印刷原稿进行计算比较。
这种颜色测量装置已由EP 1 154 260 A2公开。该专利申请说明了一种用于对承印物上的印刷图像进行光学密度测量的探测方法，其中，承印物通过传感器来探测。在此对承印物进行密度测量。为了起动承印物的测量，以相对于待测量的颜色测量条确定的距离在承印物上存在一些位置标记作为参考对象。为了检测参考对象设置有另一个测量头，该测量头相对于实施颜色测量的其余测量头设置在后面。该测量头用于检测参考标记并且由此触发其余测量头的测量过程。关于该附加的测量头的结构方式的类型在EP 1 154 260 A2中未陈述。
由EP 357 986 A2公开了另一种用于颜色测量的设备。为此，一个三色同时测量头用于密度测量并且另一个三色同时测量头用于色度测量。作为替换方案，也可使用一个公用的同时测量头，该公用的同时测量头包括六个光电子转换器，在这些光电子转换器的光路中设置有三个用于密度测量的滤色器和三个另外的用于色度测量的滤色器。在第一实施形式中，其中一个测量头被设计用于油墨密度测量，并且其中另一个测量头被设计用于色度测量。但是在它们的结构方面，根据EP 357 986 A2的测量头在很大程度上相同。
所述现有技术具有缺点：所使用的测量头在颜色测量中虽然进行非常精确的色度测量或者密度测量，但是该测量过程需要相对多的时间，因为仅逐点地实施颜色测量并且必须测量非常多的点。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种颜色测量设备，该颜色测量设备可较快速地检测承印物上的颜色测量值并且因此加速测量过程。
根据本发明，提出了一种用于对承印物进行颜色测量的设备，其中，该用于对承印物进行颜色测量的设备具有两个以不同分辨率工作的用于检测承印物的表面的测量装置。
根据本发明，当前任务通过本发明的用于对承印物进行颜色测量的设备来解决。本发明的有利构型从下述技术方案和附图中得到。根据本发明，用于对承印物进行颜色测量的设备具有两个不同的测量装置。与现有技术不同，这些测量装置根据本发明以不同的几何分辨率和/或光学分辨率即颜色分辨率来工作，这使得通过一个第一测量装置首先实施粗测量，并且可较快速地检测到承印物中的可能引人注目的部位，而颜色测量通过第二测量装置非常精确地实施。通过两个不同地工作的测量装置可实现：首先检测承印物的一个较大的区域并且然后通过一个进行精确测量的第二测量装置对关键性部位进行颜色测量。这提高了根据本发明的颜色测量装置的工作速度并且因此导致较快速的颜色测量过程。这尤其是在在线颜色测量装置中使用时是必需的，这种在线颜色测量装置在卷筒纸轮转印刷机中并且越来越多地也在单张纸印刷机中使用。在这种颜色测量装置中，承印物仍在印刷机中被测量，这导致相应频繁的测量过程，其中，由于印刷速度高，很少的时间可供测量过程使用。但是不言而喻，根据本发明的设备也可在分开的测量台中使用，承印物在印刷过程之后搁置在这种测量台上。也可在手动测量仪器中使用。
在本发明的一个第一构型中提出，这些不同的测量装置组合在一个测量头中。这种结构需要很少的结构空间并且因此允许例如在在线颜色测量仪器或者台式测量仪器中的一个测量横梁中使用多个测量头。于是在这两个测量装置中存在一个具有多个测量头的测量横梁，该测量横梁以其多个测量头可同时探测承印物的表面。这导致测量速度进一步提高。
被证实特别有利的是，一个测量装置同时检测承印物的表面上的多个像素。通过同时检测承印物的表面上的多个像素，允许同时检测多个测量点并且因此加速了测量过程。特别适用于此的是呈具有约200pdi或者更好的几何分辨率的扫描装置的形式的光学测量装置。该扫描装置具有多个照射源和多个探测器，以便可同时检测多个像素。附加地可以以较小的速度测量承印物上的确定的图像区域并且以高的速度测量其它区域。在平行测量承印物中的多个像素时也可同时在承印物上检测多个光谱区域。扫描测量装置在此应首先作非偏振测量。
此外，以有利的方式提出，一个第二测量装置对承印物的表面进行色度测量。根据本发明，该第二测量装置构造成光谱测量头，该光谱测量头具有相对小的几何分辨率，但为此具有高的光谱的颜色分辨率。通过该光谱测量头尤其可以以高的光谱分辨率精确地测量测试元素如承印物上的颜色测量条。因为这里存在处于约15dpi的范围中的较粗的几何分辨率，所以也可使用一个偏振光学系统，而测量持续时间没有明显延长。
本发明的一个构型被证实是特别有利的，在该构型中，借助于一个计算机进行第一测量装置的测量值与第二测量装置的测量值之间的平衡。因为第一测量装置的颜色测量值不太精确，所以可借助于进行非常精确的色度测量的第二颜色测量装置使第一扫描测量装置在其精度方面得到改善，其方式是借助于一个计算机在该测量装置中进行测量值的平衡。这种平衡例如这样来进行：承印物上的相同的颜色测量元素或者承印物上的相同的像素通过两个测量装置来检测。以此方式也可检定这两个不同地工作的测量装置。此外，在偏振光学系统使用在第二测量装置中时可换算第一测量装置的非偏振的测量值，因为承印物一次通过第一测量装置不偏振地并且一次通过第二测量装置偏振地来检测。为了不降低测量速度，该平衡仅在确定的很少的参考区域中实施，这些参考区域依次由两个测量装置测量。由此，尽管进行两个测量装置的平衡，但可快速地检测承印物。这尤其是当所检测的颜色测量值立即传输给一个用于控制印刷机中的输墨装置的调节装置以便调节承印物上相对于印刷原稿的可能的确定出的偏差时是重要的。在这种情况下，调节回路通过颜色测量装置闭合，这允许对颜色测量值作出相应精确的反应。
另外有利的是，该设备具有一个或多个用于对承印物的表面进行照射的光源。为了对承印物实施精确的颜色测量，必须在确定的光源的情况下测量承印物，该光源具有恒定的光谱。通过使用多个光源可实现同时测量承印物上的多个像素。在此优选使用半导体光源，这些半导体光源照射第一测量装置和第二测量装置的区域。半导体光源与传统的灯相比具有使用寿命非常长的重要优点。
本发明的一个构型的特征在于，第一测量装置是一个预告传感器，该预告传感器在该测量设备的移动路径的方向上设置在第二测量装置的前面。本发明的该实施形式或者可作为替换方案或者可附加于上面描述的实施形式来实现。在附加使用的情况下，预告传感器则是一个第三测量装置，该第三测量装置补充扫描测量装置和进行光谱测量的第二测量装置。预告传感器这样设置，使得该预告传感器在进行光谱测量的颜色测量装置之前探测承印物的表面。该预告传感器不是光谱地工作并且这样构造，使得该预告传感器对于检测亮度差具有细的几何分辨率。通过所述不同的结构方式，预告传感器突出地适用于识别颜色测量条中的测量区域的始端和末端。由此仅当进行光谱测量的颜色测量装置位于测量区域上方时才可实施颜色测量值的检测。颜色测量区域之间的中间空间和界限于是可顺利地被越过，由此加速了测量过程。
以有利的方式提出，第二测量装置的测量过程通过第一测量装置的信号来触发。预告传感器的信号用于控制第二测量头以及用于仅当有可意义地测量时实施测量探测。由此，通过预告传感器以有利的方式将输出信号发送给第二光谱测量装置，以便控制光谱测量头的曝光时间。此外，光谱测量头的曝光时间与颜色测量条的由预告传感器检测的区域同步。因为借助于根据本发明的预告传感器可确定每个待测量的颜色测量区域的边界并且由此确定其始端和末端的位置，光谱测量头的曝光时间因此可优化。此外，为了计算曝光时间，可检测颜色测量系统与承印物之间的相对速度，此外，光谱测量头与预告传感器之间的距离对于测量系统必须是已知的。这提供了重要优点：光谱测量头不是持续地实施如在现有技术中所必需的多个短的测量，因为测量区域何时结束或开始不是已知的。取而代之，在本发明中，较长的曝光阶段通过预告传感器控制地仅在待测量的颜色测量区域上方实施。该较长的曝光阶段与在多个短的测量上平均相比较引起更好的测量结果。
此外，以有利的方式提出，该设备具有一个或多个照射装置并且照射装置通过第一测量装置的输出信号来控制。在这种情况下，预告传感器除了控制曝光时间还可控制照射装置的照射强度，由此，在测量时可通过进行光谱测量的第二装置调节适配的照射强度。照射装置不必总是以恒定功率或者全功率工作。因为预告传感器可靠地检测待检测的测量区域的亮度，所以照射源的适配的调节可以是毫无问题的。尤其是行扫描传感器适于作为预告传感器，由此可检测进行光谱测量的第二颜色测量装置的测量通道。而进行光谱测量的第二颜色测量装置点式地且精确地测量承印物上的颜色测量条的颜色。
有利的是，第二测量装置具有一个偏振光学系统。
有利的是，预告传感器检测承印物的表面上的亮度差。
有利的是，通过第一测量装置的输出信号来控制第二测量装置的曝光时间。
有利的是，第一测量装置检测承印物的表面上的颜色测量区域的位置或者轮廓。
有利的是，其中一个测量装置具有尤其至少200pdi的较高的几何分辨率。
有利的是，测量装置被设置用于检测承印物上的套印标记或者套准十字线。
有利的是，测量装置被设置用于检测承印物上的条形码。
有利的是，测量装置被设置用于在承印物上实施颜色测量。
有利的是，通过其中一个测量装置或/和其中另一个测量装置检测到的测量值在计算机中与参考值相比较并且在与预给定的这些参考值存在偏差的情况下在印刷机中通过计算机实施调节。
根据本发明，还提出了一种印刷机，该印刷机具有一个根据本发明的设备，其中，该设备的颜色测量值控制该印刷机上的调节过程。
附图说明
下面借助于两个附图对本发明进行详细描述和说明。附图表示：
图1  具有多个带有不同地工作的测量装置的测量头的台式颜色测量仪器，
图2  具有不同地工作的测量装置的测量头的视图。
具体实施方式
图1中画出了一个测量台2，该测量台具有一个可移动的测量横梁1。测量横梁1具有一个电驱动装置，由此，测量横梁1可从左向右地或者相反地在x方向上在位于测量台2上的承印物3上方移动。在测量横梁1在承印物3上方移动期间，借助于测量横梁1中的测量头8对承印物3进行颜色测量。可以看到，在承印物3上在真正的印刷图像旁边在下边缘上施加有一些呈颜色测量条形式的颜色测量区域13。这些颜色测量区域13用于控制颜色并且具有确定的标准化的特性如确定的色调。测量横梁1的检测到的颜色测量值传输给计算机4，该计算机将这些测量值在显示器5上显示给操作者。为了控制测量过程，操作人员可通过键盘6进行输入。此外，计算机4与印刷机7的机器计算机相连接，由此，计算机4的颜色测量结果可直接用于控制印刷机7中的输墨装置。如果确定出印刷原稿与待测量的承印物3之间的偏差，则这些偏差可在印刷机7中在输墨装置中被相应调节。图1中的测量设备不仅能够检测承印物3上的侧面的颜色测量区域13，而且能够检测该承印物上的整个印刷图像，为此，测量头8在测量横梁1中可通过另一个电驱动装置侧向地在y方向上移动。
图2中示例性地详细示出了图1中的测量横梁1的一个测量头8。可以看到，该测量头8由多个测量装置9、10、11构成。如果图1中的测量横梁1的移动方向在测量过程期间从左向右伸展，则在右侧设置在其它测量装置10、11前面地存在一个预告传感器9。该预告传感器9构造成行扫描传感器，该行扫描传感器对于检测亮/暗差具有高的几何分辨率。借助于该预告传感器9可精确地检测承印物3上颜色测量区域13的始端和末端以及位置。由此，光谱测量装置10可快速地接着定位在待测量的颜色测量区域13上方。光谱测量装置10不必具有特别高的几何分辨率，取而代之是该光谱测量装置以高的颜色分辨率、光谱分辨率来测量，以便可检测精确的颜色测量值。通过识别颜色测量区域13的精确位置，光谱测量装置10不必持续地实施短的测量，而是可精确地以相应较长的曝光时间测量出待检测的颜色测量区域13。在这些测量之间，整个测量头8可快速地运动，因为预告传感器9快速且精确地预先检测到下一个颜色测量区域13的位置。通过跳过承印物3上的不需测量的区域，测量横梁1因此可更快速地从左向右移动，这缩短了整个测量过程的时间。此外，图2中的预告传感器9可控制照射装置12，该照射装置用于对承印物上的待测量的颜色测量区域13进行确定的照射。通过预告传感器9的亮/暗测量，照射装置12的照射强度因此可与识别到的颜色测量区域13的亮度相关地来调节。
此外，图2中的测量头8具有一个扫描测量装置11，该扫描测量装置也以200dpi的相对高的几何分辨率工作。在图2中的测量横梁1中不是在颜色测量区域13所处的侧面区域中进行测量的、而是应如扫描机那样检测承印物3上的整个印刷图像的测量头8尤其具有该扫描测量装置11。该扫描测量装置11能够同时检测承印物3上的多个像素，以便也可实现较快速的测量过程。但该扫描测量装置11的颜色测量精度与预告传感器9的颜色测量精度一样小于光谱测量装置10的颜色测量精度。但为了获得高的颜色测量精度，扫描测量装置11的或预告传感器9的测量结果与光谱测量装置10的测量值在计算机4中来平衡。扫描机11和预告传感器9如下面继续描述的那样通过光谱的颜色测量装置10在颜色方面校准。传感器9和11由于它们的高的几何分辨率也可用于检测承印物3上的套印标记或套准十字线，以便检测各个油墨分色之间的套印偏差或者前侧与后侧之间的套准偏差。但为此这些传感器必须具有至少1000pdi的分辨率，这可通过传感器转换到精密测量模式中来进行。虽然由此降低了测量速度，但是在该模式中不必测量整个页张3，检测具有套印标记和套准十字线的区域就足够，这些区域在空间上是非常受限的。通过计算机4，所述偏差可通过印刷机7中的调节干预对于后面的承印物3来校正。此外，传感器9、11可用于检测承印物3上的条形码。如果确定出偏差，则计算机4将这记录为废品并且该页张3被分选出。为此，200dpi的分辨率就足够。传感器9、11也可以以该分辨率与计算机4一起检验页张3上的文字的正确性并且因此例如识别药品包装上的错误标记，这些药品包装于是也被分选出。
如上所描述的那样，光谱测量装置10尤其检测在颜色方面标准化的颜色测量区域13。光谱测量装置10在颜色方面非常精确地工作。如果承印物3上存在的参考区域如这些标准化的颜色测量区域13那样不仅由光谱测量装置10而且由扫描测量装置11检测，则这两个装置10、11的测量值可彼此平衡。光谱测量装置10可借助于扫描测量装置11来检定。以此方式可使扫描测量装置11的快速性与光谱测量装置10的高的颜色精度彼此相联系并且因此可提供精确且快速的颜色测量设备。图1中的测量横梁1中的测量头8或者可全部都如图2中的测量头8那样构造，但也可以的是：测量头8各仅具有一个预告传感器9和一个光谱测量装置10，或者测量头8具有一个光谱测量装置10和一个扫描测量装置11。不言而喻也可以的是：几个测量头8各具有所述传感器9、10或10、11中的两个，并且其它测量头8具有所有三个测量装置9、10、11。
参考标号清单
1  测量横梁              8  测量头
2  测量台                9  预告传感器
3  承印物                10 光谱测量装置
4  计算机                11 扫描测量装置
5  显示器                12 照射装置
6  键盘                  13 颜色测量区域
7  印刷机

Claims (16)

1.用于对承印物(3)进行颜色测量的设备，其特征在于：该用于对承印物(3)进行颜色测量的设备具有两个以不同分辨率工作的用于检测承印物(3)的表面的测量装置(9，10，11)，借助于一个计算机(4)进行该第一测量装置(11)的测量值与该第二测量装置(10)的测量值之间的校准，第一测量装置(11)同时检测承印物(3)的表面上的多个像素，第二测量装置(10)对承印物(3)的表面进行色度测量，该第二测量装置(10)具有一个偏振光学系统。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：这些不同的测量装置(9，10，11)组合在一个测量头(8)中。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：该设备具有一个测量横梁(1)，该测量横梁具有多个测量头(8)。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：该设备具有一个或多个用于对承印物(3)的表面进行照射的光源(12)。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：该第一测量装置是一个预告传感器(9)，该预告传感器在该设备的移动路径的方向上设置在该第二测量装置(10)的前面。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于：该预告传感器(9)检测承印物(3)的表面上的亮度差。
7.根据权利要求5或6所述的设备，其特征在于：该第二测量装置(10)的测量过程通过该第一测量装置(9)的信号来触发。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：通过该第一测量装置(9)的输出信号来控制该第二测量装置(10)的曝光时间。
9.根据权利要求5或6所述的设备，其特征在于：该设备具有一个或多个照射装置(12)并且所述照射装置(12)通过该第一测量装置(9)的输出信号来控制。
10.根据权利要求5或6所述的设备，其特征在于：该第一测量装置(9)检测承印物(3)的表面上的颜色测量区域的位置或者轮廓。
11.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：该第一测量装置和该第二测量装置中的一个测量装置具有至少200pdi的较高的几何分辨率。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于：该第一测量装置和该第二测量装置被设置用于检测承印物(3)上的套印标记或者套准十字线。
13.根据权利要求11所述的设备，其特征在于：该第一测量装置和该第二测量装置被设置用于检测承印物(3)上的条形码。
14.根据权利要求11所述的设备，其特征在于：该第一测量装置和该第二测量装置被设置用于在承印物(3)上实施颜色测量。
15.根据权利要求11所述的设备，其特征在于：通过该第一测量装置和该第二测量装置中的一个测量装置或/和该第一测量装置和该第二测量装置中的另一个测量装置检测到的测量值在该计算机(4)中与参考值相比较并且在与预给定的这些参考值存在偏差的情况下在印刷机(7)中通过该计算机(4)实施调节。
16.印刷机(7)，具有一个根据上述权利要求中一项所述的设备，其特征在于：该设备的颜色测量值控制该印刷机上的调节过程。
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