DE10019574A1

DE10019574A1 - Modular handheld measurement device has interface that enables connection of optoelectronic sensor of measurement module with memories and processor of operation module

Info

Publication number: DE10019574A1
Application number: DE2000119574
Authority: DE
Inventors: Ulrich Krzyminski
Original assignee: TECHKON GmbH
Current assignee: TECHKON GmbH
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2001-10-31

Abstract

The handheld measurement device has an operation module (2) and a measurement module (1). The measurement module has an optoelectronic sensor (12). The operation module includes function keys (4), a touch sensitive display (5), memories, and a processor. An interface (8) enables the connection of the optoelectronic sensor of the measurement module with the memories and processor of the operation module. Independent claims are also included for the following: (a) a measurement module; (b) and an operation module.

Description

Die Erfindung betrifft ein Handmessgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a handheld measuring device according to the preamble of claim 1.

Derartige portable Handmessgeräte sind als Densitometer und Farbmessgeräte zur Qualitätssicherung und zur Steuerung von Arbeitsprozessen in der Industrie und vor allem auch in der graphischen Industrie verbreitet.Such portable handheld measuring devices are available as densitometers and Color measuring devices for quality assurance and for controlling Work processes in industry and especially in the graphic industry widespread.

Densitometer dienen zur Messung der optischen Dichte und zur Bestimmung davon ableitbarer Kennwerte wie Flächendeckung und Druckkontrast. Schwarzweiß-Densitometer messen monochrome Vor lagen und besitzen in der Regel nur einen optoelektronischen Sensor. Für Transmissionsmessungen wird für die Durchleuchtung der transparenten Vorlagen (z. B. Filme) meistens ein Leucht tisch verwendet. Für Remissionsmessungen wird der Messkopf des Geräts zusätzlich mit einer oder mehreren Lichtquellen ver sehen, die das Messobjekt beleuchten. Farbdensitometer sind mit mehreren Photoelementen bestückt, denen Farbfilter vorgeschal tet sind, die auf die zu messenden Farben, z. B. auf die Druck farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz abgestimmt sind und in verschiedenen Normen, z. B. DIN 16536-2 und ISO 5-3 festgelegt sind. Häufig werden Farbdensitometer zusätzlich mit Polarisa tionsfiltern bestückt, um die Glanzunterdrückung zu verbessern.Densitometers are used to measure the optical density and to determine derived values such as area coverage and pressure contrast. Black and white densitometers measure monochrome documents and generally only have one optoelectronic sensor. For transmission measurements, a light table is usually used to illuminate the transparent templates (e.g. films). For remission measurements, the measuring head of the device is additionally provided with one or more light sources that illuminate the measurement object. Color densitometers are equipped with several photo elements, which color filters are switched on, based on the colors to be measured, e.g. B. the printing colors cyan, magenta, yellow and black are coordinated and in different standards, eg. B. DIN 16536-2 and ISO 5-3 are specified. Color densitometers are often additionally fitted with polarization filters to improve gloss suppression.

Farbmessgeräte arbeiten entweder spektral oder nach dem Tri stimulusverfahren. Die Tristimulusgeräte sind mit mindestens drei Photosensoren und mit Tristimulusfiltern bestückt. Spek tral messende Geräte lösen das sichtbare Spektrum in Bandbreiten von 20 oder weniger Nanometer auf und bestimmen daraus die dazugehörigen Remissionswerte, aus denen verschiedene Farb kennwerte abgeleitet werden können. Die Zerlegung des Spektrums in Abschnitte kann durch mehrere, meistens mindestens 16 Photoelemente vorgenommen werden, denen Schmalbandfilter mit entsprechenden Durchlassbreiten vorgeschaltet sind. Werden die Filter in einem Filterrad angeordnet, genügt ein Photoelement, an dem die Filter vorbeigeführt werden. Eine Zerlegung des sichtbaren Spektrums kann durch Verlaufsfilter, Prismen oder Beugungsgitter erfolgen, wobei in modernen Geräten Gitter wegen ihrer hohen Auflösung bevorzugt werden. Das vom Gitter zerlegte Spektrum kann durch eine Schwenkbewegung des Gitters schritt weise auf ein einziges Photoelement übertragen werden. Die diffizile Schwenkbewegung kann vermieden werden, wenn das Gitterspektrum auf eine Diodenzeile projiziert wird, wobei Gitter und Sensorzeile fest miteinander verbunden und damit dauerhaft justiert sind. Weiterhin sind für spektrale Messungen farbige Leuchtdioden geeignet, wenn sie jeweils einen bestimm ten Wellenlängenbereich ausstrahlen. Wird das vom Messobjekt reflektierte Licht der einzelnen Dioden nacheinander einem Photoelement zugeführt, erhält man die für eine spektrale Ana lyse erforderlichen Remissionswerte. Weitere Varianten der Farbmessgeräte bestehen in der Messgeometrie, der Zuordnung von Beleuchtung, Sensoren und Messobjekt. Details der Messverfahren und ihrer technischen Ausführung enthält z. B. die Norm DIN 5033 - 1 bis 9.Color measuring devices work either spectrally or according to the Tri stimulus procedure. The tristimulus devices are with at least three photosensors and equipped with tristimulus filters. Spec tral measuring devices solve the visible spectrum in bandwidths of 20 or less nanometers and determine the associated remission values, from which different color characteristic values can be derived. The decomposition of the spectrum in sections can be divided by several, mostly at least 16 Photo elements are made using narrow-band filters corresponding passage widths are upstream. Will the Filters arranged in a filter wheel, a photo element is sufficient, past the filters. A breakdown of the visible spectrum can be through gradient filters, prisms or Diffraction gratings are used, with gratings due to modern devices their high resolution are preferred. That disassembled from the grid Spectrum can step by swiveling the grating be transferred to a single photo element. The difficult pivoting movement can be avoided if that Grid spectrum is projected onto a diode row, whereby Grid and sensor line firmly connected to each other and thus are permanently adjusted. Furthermore are for spectral measurements colored light emitting diodes are suitable if they each have a specific emit th wavelength range. Will this be from the measurement object reflected light from the individual diodes one after the other Supplied photo element, one obtains that for a spectral Ana required remission values. Other variants of the Color measurement devices consist in the measurement geometry, the assignment of Illumination, sensors and measurement object. Details of the measurement procedures and their technical execution contains e.g. B. the standard DIN 5033 - 1 to 9.

Für die Darstellung von Rasterpunkten und der Bestimmung ihrer Flächendeckung werden vorteilhaft nach Art der CCD-Kameras Ma trixsensoren eingesetzt, die aus mehreren Tausend in Fläche angeordneten Sensoren bestehen. Ein Beispiel beschreibt das englische Patent GB 2 307 983 B. Weiterentwicklungen mit mehreren Millionen Sensoren und der Fähigkeit der Farberkennung ermöglichen die Bildanalyse durch Handmessgeräte von kleinen Objekten und die Bestimmung von Farbe und Dichte einzelner Bildpunkte.For the display of halftone dots and the determination of their Area coverage is advantageous according to the type of CCD cameras Ma trix sensors used that consist of several thousand in area arranged sensors exist. An example describes this English patent GB 2 307 983 B. Further developments with several million sensors and the ability to recognize color enable image analysis by handheld measuring devices from small Objects and the determination of color and density of individual Pixels.

Der Stand der Technik der Densitometer und Farbmessgeräte ist demnach durch zahlreiche, auf verschiedene Anwendungen abge stimmte Ausführungen der Messköpfe gekennzeichnet. Entsprechend zahlreich sind auch die von den Herstellern angebotenen Ge rätetypen.The state of the art of densitometers and color measurement devices is therefore by numerous, depending on different applications agreed designs of the measuring heads. Corresponding the Ge offered by the manufacturers are also numerous device types.

Einen für portable Densitometer und Farbmessgeräte typischen Aufbau beschreibt das deutsche Patent DE 43 05 968 C2 bzw. das inhaltsgleiche US Patent 5,373,364. Messkopf, Bedienungsele mente, Anzeigenfeld und die notwendige Elektronik für die Aus führung der Funktionen und für die Auswertung und Darstellung der Messdaten sind als Einheit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Moderne Geräte besitzen außerdem eine Schnittstelle für den Datenaustausch mit Computerprogrammen. Die immer häu figere Verbindung von Messgerät und Computer hat für manche Anwendungen zu Handmessgeräten geführt, die kein Anzeigenfeld mehr besitzen und deshalb immer an einen Computer angeschlossen werden. Aber auch diese Messgeräte sind durch eine gemeinsame Anordnung sämtlicher Komponenten in einem einzigen Gehäuse ge kennzeichnet, wobei das fehlende Display durch den Bildschirm des Computers ersetzt wird.Typical for portable densitometers and color measurement devices Structure describes the German patent DE 43 05 968 C2 or that U.S. Patent 5,373,364 with the same content. Measuring head, control elements elements, display panel and the necessary electronics for the trip management of functions and for evaluation and display of the measurement data are as a unit in a common housing arranged. Modern devices also have an interface for data exchange with computer programs. The always skin For some, figurative connection of measuring device and computer Applications led to handheld gauges that have no display panel own more and are therefore always connected to a computer become. But these measuring devices are also common Arrangement of all components in a single housing indicates the missing display through the screen the computer is replaced.

Ein wesentlicher Nachteil der herkömmlichen Bauart besteht da rin, dass jeder Gerätetyp ein eigenständiges, nur für bestimmte Anwendungen konzipiertes Messgerät darstellt. Das erschwert die Entwicklung und Produktion der vom Markt geforderten Geräte varianten und zwingt den Anwender, für verschiedene Aufgaben jeweils ein anderes Messgerät zu kaufen. A major disadvantage of the conventional design is there rin that each device type is an independent one, only for certain ones Applications designed measuring device. That makes it difficult Development and production of the devices required by the market variants and forces the user for different tasks buy a different measuring device.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, das Mess gerät der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass damit auf möglichst einfache Art und Weise verschiedene Messverfahren bzw. -methoden realisierbar sind.The invention is accordingly based on the object, the measurement to improve the device of the type mentioned at the beginning that different in the simplest possible way Measuring methods and methods can be implemented.

Diese Aufgabe wird mit einem Messgerät der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.This task is performed with a measuring device of the type mentioned at the beginning Kind by the features mentioned in the characterizing part of claim 1 solved.

Das Messgerät besteht also aus zwei Gehäuseteilen, wobei nach folgend der die optoelektronische Sensorik aufnehmende Gehäu seteil stets als Messmodul und der die Auswertungselektronik aufnehmende Gehäuseteil als Betriebsmodul bezeichnet wird. Beide Module sind durch eine leicht lösbare Verbindung zum vollständigen Messgerät zusammenfügbar. Hierzu wird das Be triebsmodul derart universell gestaltet, dass seine Betriebs- und Auswertungselektronik und die übrigen Funktionselemente, wie das Display und die Anschluss- und Bedienungselemente für verschiedene Gerätetypen ohne Veränderung der Hardware ver wendbar sind. Die Anpassung des Betriebsmoduls an verschiedene Anforderungen erfolgt allein durch entsprechende Anwenderpro gramme, für die im Betriebsmodul ein Speicher mit hinreichender Kapazität vorgesehen wird. Mit dem Anwenderprogramm können auch die Funktionen der Hardware-Bedienungselemente am Betriebsmodul verändert werden. Auf einem durch Berührung aktivierbaren Dis play können außerdem per Software weitere Funktionstasten, sogenannte touch sensitive buttons, installiert werden, die mit einem Stift oder einfach durch Berühren mit dem Finger bedient werden. Damit wird allein durch Softwareanpassungen eine hohe Flexibilität am Betriebsmodul erreicht, die zur Anpassung an verschiedene Messmodule notwendig ist. Zusätzlich ermöglichen solche durch Berührung aktivierbaren Displays die Eingabe von Schrift und Symbolen. Die Anwenderprogramme und das Betriebsprogramm können auf einfache Weise ohne sonstige Veränderungen des Betriebsmoduls aktualisiert und erweitert werden. Die für verschiedene Gerätetypen notwendigen technischen Änderungen der Hardware werden so auf das Messmodul beschränkt. Das ist mög lich, weil die Unterschiede der Gerätetypen hauptsächlich in einer voneinander abweichenden Gestaltung der Messelemente, der Optik und Filter, der Beleuchtung und der Messgeometrie be stehen. Damit sind von den notwendigen Anpassungen nur solche Komponenten betroffen, die sämtlich im Messmodul angeordnet sind.The measuring device thus consists of two housing parts, whereby after the housing for the optoelectronic sensors follows always as a measuring module and the evaluation electronics receiving housing part is referred to as an operating module. Both modules are easy to detach from the complete measuring device can be put together. For this purpose, the Be drive module designed so universally that its operating and evaluation electronics and the other functional elements, like the display and the connection and operating elements for different device types without changing the hardware are reversible. The adjustment of the operating module to different Requirements are made solely by appropriate user pro programs for which there is sufficient memory in the operating module Capacity is provided. With the user program, too the functions of the hardware controls on the operating module to be changed. On a touchable dis can also play other function keys via software, so-called touch sensitive buttons, which are installed with operated with a pen or simply by touching it with your finger become. This means that software adaptations alone make it high Flexibility achieved on the operating module to adapt to different measuring modules is necessary. Enable additionally such displays that can be activated by touch Scripture and symbols. The user programs and the operating program can be done easily without any other changes of the operating module are updated and expanded. The for Different types of devices necessary technical changes to the Hardware are limited to the measuring module. It is possible Lich, because the differences in device types mainly in a different design of the measuring elements, the Optics and filters, the lighting and the measurement geometry be stand. This means that only the necessary adjustments are made Components affected, all arranged in the measuring module are.

Die Vorteile eines derart modularen Messsystems bestehen darin, dass notwendige Entwicklungsarbeiten und Veränderungen in der Produktion nur das Messmodul betreffen, während das Betriebs modul unverändert bleibt. Der Anwender hat den Vorteil, dass für verschiedene Anwendungen nicht mehrere komplette Messgeräte angeschafft werden müssen, sondern dass es genügt, geeignete Messmodule zu haben, die am Betriebsmodul nach Erfordernis ausgetauscht werden. Das Umdenken und Umgewöhnen, das beim Wechsel von einem Messgerät zum anderen entsteht, wird durch das immer gleiche Betriebsmodul auf ein Minimum reduziert. Im Servicefall genügt der Austausch eines der zwei Module anstelle des kompletten Gerätes bei nicht modularer Bauart. Weiterhin können technische Updates kostengünstiger ausgeführt werden, wenn nur eines der beiden Module davon betroffen ist.The advantages of such a modular measuring system are that necessary development work and changes in the Production only affect the measurement module during operation module remains unchanged. The user has the advantage that not several complete measuring devices for different applications must be purchased, but that it is sufficient to use suitable To have measurement modules on the operating module as required be replaced. The rethinking and getting used to that with Switch from one measuring device to another is caused by the same operating module is always reduced to a minimum. in the In the event of service, it is sufficient to replace one of the two modules instead of the complete device with a non-modular design. Farther technical updates can be carried out more cheaply, if only one of the two modules is affected.

Weitere Einsparungen sind möglich, wenn anstelle eines durch den Gerätehersteller entwickelten und produzierten Betriebs moduls ein im Handel als preiswertes Massenprodukt erhältlicher Handheld-Computer eingesetzt werden kann. Diese Palm-Computer erfüllen häufig die notwendigen Voraussetzungen für die Kopp lung mit entsprechend angepassten Messmodulen und können von einem angeschlossenen Computer aus mit den benötigten Anwenderprogrammen geladen werden. Auf diese Art sind auch Software Updates aus dem Internet möglich.Further savings are possible if instead of one the device manufacturer developed and produced company module is a commercially available mass-produced product Handheld computers can be used. This palm computer often meet the necessary requirements for Kopp with appropriately adapted measuring modules and can be used by a connected computer with the required user programs Loading. This is how software works Updates from the Internet possible.

Im übrigen wird mit den Ansprüchen 25 und 26 auch separater Schutz für das Mess- und für das Betriebsmodul beansprucht.Otherwise, claims 25 and 26 also make it more separate Protection for the measuring and operating module claimed.

Das erfindungsgemäße modulare Messgerät wird einschließlich vorteilhafter Weiterbildungen nachfolgend anhand der zeichne rischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels mit einem Be triebsmodul und verschiedenen Messmodulen näher erläutert.The modular measuring device according to the invention is included advantageous further developments below with reference to the drawing rical representation of an embodiment with a loading drive module and various measurement modules explained in more detail.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 perspektivisch das aus dem Messmodul und dem Be triebsmodul zusammengesetzte Messgerät; FIG. 1 is a perspective view of the drive module composed of the measuring module and the measuring device Be;

Fig. 2 schematisch die Elemente einer Messeinrichtung im Messmodul; Fig. 2 shows schematically the elements of a measuring device in the measuring module;

Fig. 3 schematisch eine Messeinrichtung mit Zeilensensor; Fig. 3 shows schematically a measuring device with a line sensor;

Fig. 4 schematisch eine Messeinrichtung mit Flächensensor; Fig. 4 schematically shows a measuring device with a surface sensor;

Fig. 5 schematisch einen Zeilensensor mit spektralem Beu gungsgitter; Fig. 5 shows schematically a line sensor with a spectral diffraction grating;

Fig. 6 schematisch eine Messeinrichtung mit farbigen Leucht dioden und Fig. 6 shows schematically a measuring device with colored LEDs and

Fig. 7 ein Blockdiagramm des modularen Messgeräts. Fig. 7 is a block diagram of the modular measuring device.

Fig. 1 zeigt das modulare Messgerät mit dem Messmodul 1 und dem Betriebsmodul 2, die durch einrastbare Stifte 3 auf der einen Seite und entsprechende Ausnehmungen 3' auf der anderen Seite miteinander mechanisch verbunden werden. Das Betriebsmodul 2 ist mit Funktionstasten 4 und einem graphikfähigen, berüh rungssensitiven Display 5 ausgestattet. Per Software können auf solchen Displays weitere Tasten 6 installiert werden, die durch Berühren mit dem Finger oder einem Stift bedient werden. Über berührungssensitive Displays können außerdem mit einem Stift durch leichtes Aufdrücken Schriftzeichen und Symbole eingegeben werden. Zweckmäßig wird auf dem Display 5 ein Feld 7 für diese besondere Dateneingabe reserviert. Die Möglichkeit, die Funk tion der Tasten 4 mit dem Anwenderprogramm zu verändern und zusätzliche Tasten 6 per Software zu installieren, erlaubt eine weitgehende Anpassung des Betriebsmoduls 2 an verschiedene Messmodule 1, ohne die Hardware des Betriebsmoduls 2 verändern zu müssen. Diese Möglichkeit wird durch die Eingabe von Buch staben und Symbolen auf dem drucksensitiven Feld 7 zusätzlich erweitert, ohne dass dafür eine alphanumerische Tastatur vor gesehen werden muss. Der Datentransfer zwischen Messmodul 1 und Betriebsmodul 2 erfolgt über die Schnittstelle 8, die als gal vanische Steckverbindung ausgeführt ist und elektrische Signale überträgt. Die Schnittstelle 8 kann aber ebenso galvanisch getrennt ausgeführt werden, mit dem Vorteil, dass elektromag netische Störeinflüsse des Umfelds unwirksam bleiben. Für die galvanisch getrennte Datenübertragung sind im Handel Bauteile für die optische Kopplung und für die Kopplung durch hochfre quente Funksignale erhältlich. Fig. 1 shows the modular meter with the measurement module 1 and the service module 2, which are connected by snap-pins 3 on one side and corresponding recesses 3 'on the other side with each other mechanically. The operating module 2 is equipped with function keys 4 and a graphics-capable, touch-sensitive display 5 . Additional buttons 6 can be installed by software on such displays, which are operated by touching them with a finger or a pen. Characters and symbols can also be entered with a stylus by touching them on touch-sensitive displays. A field 7 is expediently reserved on the display 5 for this special data input. The possibility of changing the function of the buttons 4 with the user program and installing additional buttons 6 by software allows the operating module 2 to be largely adapted to different measuring modules 1 without having to change the hardware of the operating module 2 . This option is further expanded by entering letters and symbols on the pressure-sensitive field 7 without having to see an alphanumeric keyboard. The data transfer between measuring module 1 and operating module 2 takes place via the interface 8 , which is designed as a galvanic plug connection and transmits electrical signals. The interface 8 can, however, also be galvanically isolated, with the advantage that electromagnetic interference from the environment remains ineffective. Components for optical coupling and for coupling by high-frequency radio signals are commercially available for electrically isolated data transmission.

Die Schnittstelle 8 kann so ausgeführt sein, dass bei abge nommenen Messmodul 1 das Betriebsmodul 2 über diese Schnitt stelle 8 mit einem Computer Daten austauschen kann. Ferner kann das Messmodul oder das Betriebsmodul mit einer zweiten Schnittstelle 9 versehen werden, über die der Datenaustausch mit einem externen Rechner oder Computer abgewickelt wird, wenn beide Module miteinander verbunden sind. Auch diese Schnitt stelle kann serieller oder paralleler Natur sein und wiederum galvanisch, also über Kabel oder galvanisch getrennt, z. B. durch Infrarotimpulse die Daten übertragen. Für die Energie versorgung ist im Betriebsmodul 2 ein Batteriefach 10 vorhan den, das mit handelsüblichen Batterien bestückt wird. Zusätzlich wird ein Netzanschluss 11 vorgesehen, über den wiederauf ladbare Batterien geladen werden können oder ein batterieloser Betrieb durchführbar ist. Bei einer galvanischen Ausführung der Schnittstelle 8 können die Sensoren und die Messlichtlampen im Messmodul 1 vom Betriebsmodul 2 aus mit Strom versorgt werden. Grundsätzlich und im Fall einer galvanisch getrennten Schnitt stelle zwingend kann auch das Messmodul 1 mit Batterien 10' und einem Netzanschluss 11' ausgestattet werden. Die Energiever sorgung beider Module kann ebenso durch Solarzellen erfolgen.The interface 8 may be configured such that, when taken abge measuring module 1 is the service module 2 position above this interface 8 to a computer to exchange data. Furthermore, the measuring module or the operating module can be provided with a second interface 9 , via which the data exchange with an external computer or computer is carried out when the two modules are connected to one another. This interface can also be serial or parallel in nature and in turn galvanically, ie via cable or galvanically isolated, for. B. transmit the data by infrared pulses. For the energy supply in the operating module 2, a battery compartment 10 is present, which is equipped with standard batteries. In addition, a mains connection 11 is provided, via which rechargeable batteries can be charged or battery-free operation can be carried out. In the case of a galvanic design of the interface 8 , the sensors and the measuring light lamps in the measuring module 1 can be supplied with current from the operating module 2 . Basically and in the case of a galvanically isolated interface, the measuring module 1 can also be equipped with batteries 10 'and a mains connection 11 '. Both modules can also be powered by solar cells.

Im Messmodul 1 ist die optoelektronische Sensorik 12 eingebaut, deren Elemente anhand weiterer Figuren beschrieben werden. Mit dem Sucher 13 kann der Bediener das Messfeld anvisieren.The optoelectronic sensor system 12 is installed in the measuring module 1 , the elements of which are described with reference to further figures. With the viewfinder 13 , the operator can sight the measuring field.

Fig. 2 zeigt im Schema die für Remissionsmessungen notwendigen Elemente im Messmodul 1. Auf das mit dem Sucher 13 anvisierte Messfeld 15 ist mindestens ein Photoelement 16 gerichtet, dem eine Optik 17 und ein Filter 18 oder ein Filterrad vorge schaltet sind. Das Messfeld 15 wird von der Messlichtquelle 19 und einer vorgeschalteten Optik 20 möglichst gleichmäßig beleuchtet. Die dargestellte Anordnung entspricht der genormten Messgeometrie 45°/0°. Die Normen beschreiben weitere Messgeo metrien, die eine andere Gruppierung von Beleuchtung und Lichtsammlung vorsehen. Auch diese Messgeometrien können ohne Einschränkung in das Messmodul 1 eingebaut werden. Fig. 2 shows the scheme required for reflectance measurements elements in the measuring module 1. At least one photo element 16 is directed onto the measuring field 15 sighted with the viewfinder 13 , which optics 17 and a filter 18 or a filter wheel are switched on. The measuring field 15 is illuminated as evenly as possible by the measuring light source 19 and an upstream optics 20 . The arrangement shown corresponds to the standardized measuring geometry 45 ° / 0 °. The standards describe further measurement geometries that provide for a different grouping of lighting and light collection. These measurement geometries can also be installed in the measurement module 1 without restriction.

Für Tristimulusmessungen werden drei Photoelemente 16 vorge sehen, denen je ein Tristimulusfilter vorgeschaltet wird. Für spektrale Messungen wird die Anzahl der Photoelemente 16 und der Filter 18 auf sechzehn und mehr erweitert.For tristimulus measurements three photo elements 16 are provided, each of which is preceded by a tristimulus filter. For spectral measurements, the number of photo elements 16 and filters 18 is expanded to sixteen or more.

Zeilensensoren, die aus aneinandergereihten Sensoren bestehen, ermöglichen weitere besondere Ausführungsformen des Messmoduls. Line sensors, which consist of lined up sensors, enable further special embodiments of the measuring module.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Zeilensensor 21 mit den Sensoren 21', der mit einer nicht dargestellten Abtastvorrichtung das Bild des Messobjekts 15 in der Projektionsebene 22 abtastet. Objektiv 17, Filter 18 und Beleuchtung 19 entsprechen Fig. 2. Zeilensensoren mit Abtasteinrichtung ermöglichen eine Bildana lyse von Messobjekten, die darin besteht, dass die Messwerte der Bildpunkte densitometrisch, farbmetrisch oder als Video signale aufbereitet werden und zur Bewertung des vollständigen Messobjekts oder zum Vergleich mit einem als Standard vorge gebenen Messobjekt herangezogen werden. Auf diese Weise lassen sich insbesondere Rasterpunkte und Rasterstrukturen auf dem graphikfähigen Display 5 darstellen und deren prozentuale Flä chendeckung berechnen. Dieses Verfahren wird zum Beispiel für die Kontrolle von Druckplatten eingesetzt. Auf eine Abtast einrichtung kann verzichtet werden, wenn das Messgerät von Hand über das Messobjekt 15 geführt und dabei abgetastet wird. Fig. 3 schematically illustrates a line sensor 21 with the sensors 21 ', which scans with a not shown sensing the image of the measurement object 15 in the projection plane 22. Objective 17 , filter 18 and illumination 19 correspond to FIG. 2. Line sensors with a scanning device enable an image analysis of measurement objects, which consists in the measurement values of the image points being processed densitometrically, colorimetrically or as video signals and for evaluating the complete measurement object or for comparison with a measurement object specified as standard. In this way, raster dots and raster structures can be shown on the graphic display 5 and their percentage area coverage can be calculated. This process is used, for example, for the control of printing plates. There is no need for a scanning device if the measuring device is guided over the measurement object 15 by hand and scanned in the process.

Fig. 4 zeigt die mit Fig. 3 identische Anordnung, jedoch unter Verwendung eines Flächensensors 23, der aus in Fläche angeord neten Photoelementen 23' besteht. Solche Sensoren können Bilder des Messobjekts 15 ohne den Gebrauch einer Abtastvorrichtung aufnehmen. Flächensensoren enthalten eine Million und mehr Sensoren und erlauben die Auflösung des Messobjekts in nahezu beliebig kleine Bildpunkte. Eine interessante Anwendung ist zum Beispiel die Passer- und Registerkontrolle an mehrfarbigen Drucken, wobei Veränderungen des Abstands von strichförmigen Passermarken dazu benutzt werden, den Übereinanderdruck der einzelnen Druckwerke der Mehrfarben-Druckmaschine zu kontrol lieren (vergl. DE 197 38 923 A1). Fig. 4 shows the arrangement identical to Fig. 3, but using a surface sensor 23 , which consists of surface-mounted photo elements 23 '. Such sensors can take pictures of the measurement object 15 without the use of a scanning device. Area sensors contain a million or more sensors and allow the measurement object to be resolved into almost any small pixels. An interesting application is, for example, register and register control on multicolor prints, with changes in the spacing of line-shaped registration marks being used to control the overprinting of the individual printing units of the multicolour printing machine (see DE 197 38 923 A1).

Fig. 5 zeigt die Anordnung eines spektralen Gitters 25 und eines Zeilensensors 21 in einem Gehäuse 26, die heute als Kon struktionsprinzip für hochwertige Spektrometer bevorzugt wird. Fig. 5 shows the arrangement of a spectral grating 25 and a line sensor 21 in a housing 26 , which is preferred today as a construction principle for high-quality spectrometers.

Gitter und Zeilensensor sind in dem stabilen Gehäuse zueinander fest und dauerhaft fixiert, wodurch eine Dejustierung durch Erschütterungen weitgehend ausgeschlossen werden kann. Das vom Messobjekt reflektierte Licht tritt über einen Spalt 27 in das Gehäuse 26 ein, wird vom Gitter 25 spektral zerlegt und auf den Zeilensensor 21 projiziert. Jedes Photoelement 21' der Zeile wird mit dem Licht einer bestimmten, gleichbleibenden Wellen länge bestrahlt. Die Auswertung der typischerweise 256 oder mehr Sensoren einer Zeile ergibt eine nahezu lückenlose Remis sionskurve, aus der alle bekannten farbmetrischen Kennwerte abgeleitet werden können. Der Einbau eines solchen Spektrome ters in das Messmodul 1 führt in Verbindung mit den Möglich keiten der Auswertung und Darstellung des Betriebsmoduls 2 zu einem hochwertigen Messinstrument für die Bewertung von Farben.The grille and line sensor are fixed to each other in the stable housing and permanently fixed, so that any misalignment caused by vibrations can be largely ruled out. The light reflected by the measurement object enters the housing 26 via a gap 27 , is spectrally broken down by the grating 25 and projected onto the line sensor 21 . Each photo element 21 'of the line is irradiated with the light of a certain constant wavelength. The evaluation of the typically 256 or more sensors in a row results in an almost complete remission curve, from which all known colorimetric characteristic values can be derived. The installation of such a spectrometer in the measuring module 1 leads, in conjunction with the possibilities of evaluating and displaying the operating module 2, to a high-quality measuring instrument for evaluating colors.

Fig. 6 zeigt schematisch das mit farbigen Leuchtdioden durch führbare spektrale Messverfahren. Das Licht der farbigen Leuchtdioden 24 wird nacheinander auf das Messobjekt 15 ge richtet und von dort auf das Photoelement 16 reflektiert, des sen Signale die Remissionswerte ergeben. Fig. 6 shows schematically the light-emitting diodes with colored spectral Viable measurement method. The light from the colored light-emitting diodes 24 is successively directed onto the measurement object 15 and reflected from there onto the photoelement 16 , the signals of which give the reflectance values.

Fig. 7 zeigt in einem Blockdiagramm die Aufnahme und Auswertung der Messdaten. Im Messmodul 1 sind die Messfeldbeleuchtung 19, der Sensor oder mehrere Sensoren 16, eine vom Prozessor 36 ge steuerte Stromversorgung 28 für sämtliche Elemente des Mess moduls 1, ein oder mehrere Verstärker 29 für die Verstärkung und ein Analog-Digital-Wandler 30 für die Digitalisierung der Signale der Sensoren untergebracht. Ein oder mehrere Filter 18 können wahlweise der Beleuchtung 19 oder den Sensoren 16, die beide auf das Messobjekt 15 gerichtet sind, vorgeschaltet wer den. Die verstärkten und digitalisierten Messsignale werden über die Schnittstelle 8 in das Betriebsmodul 2 übertragen und im Speicher 31 für die weitere Bearbeitung durch den Prozessor 36 gespeichert. Wahlweise können Verstärkung oder Digitali sierung auch im Betriebsmodul 2 vorgenommen werden. Die Anwen derprogramme und das Betriebsprogramm befinden sich in den Speichern 32 und 33 und werden nach Bedarf gemeinsam mit den Messdaten aus dem Speicher 31 in den Arbeitsspeicher 34 trans portiert. Die programmgemäße Auswertung der Messdaten und die Steuerung sämtlicher Funktionen des Messgeräts erfolgen durch den Prozessor 36. Ein weiterer Speicher 35 dient für die Daten, die über die Schnittstelle 9 mit einem angeschlossenen Rechner oder Computer ausgetauscht werden. Mit 37 ist die Energiever sorgung des Betriebsmoduls bezeichnet. Die einzeln dargestell ten Speicher 31 bis 35 sind in praktisch ausgeführten Schal tungen häufig zu einem Speicher zusammengefasst, der in Sek tionen für die verschiedenen Daten und Programme unterteilt ist. Fig. 7 shows recording and analysis of measurement data in a block diagram. In the measuring module 1 , the measuring field lighting 19 , the sensor or a plurality of sensors 16 , a power supply 28 controlled by the processor 36 for all elements of the measuring module 1 , one or more amplifiers 29 for the amplification and an analog-digital converter 30 for digitization of the signals from the sensors. One or more filters 18 can optionally upstream of the lighting 19 or the sensors 16 , both of which are directed to the measurement object 15 . The amplified and digitized measurement signals are transmitted to the operating module 2 via the interface 8 and stored in the memory 31 for further processing by the processor 36 . Optionally, amplification or digitization can also be carried out in operating module 2 . The user programs and the operating program are located in the memories 32 and 33 and are transported together with the measurement data from the memory 31 to the working memory 34 as required. The program 36 evaluates the measurement data and controls all functions of the measuring device by the processor 36 . Another memory 35 is used for the data that are exchanged via the interface 9 with a connected computer or computer. With 37 the energy supply of the operating module is designated. The individually illustrated memory 31 to 35 are often combined in practical circuits to form a memory which is divided into sections for the various data and programs.

Claims

1. Handheld measuring device for quality inspection of printed products and their preliminary and intermediate products, comprising a housing in which at least one optoelectronic sensor system ( 12 ) for the optional determination of optical density values, spectral or colorimetric characteristic values or image data and one with the sensor system ( 12 ) connected, with input ( 4 , 6 , 7 ) and output means ( 5 ) provided evaluation electronics ( 31 to 36 ), characterized in that the housing consists of two detachably interconnected housing parts ( 1 , 2 ), wherein in a housing part ( 1 ) the optoelectronic sensors ( 12 ), in the other Ge housing part ( 2 ) the evaluation electronics ( 31 to 36 ) and on both housing parts ( 1 , 2 ) an interface ( 8 ) for connecting the optoelectronic sensors ( 12 ) with the Evaluation electronics ( 31 to 36 ) is arranged.

2. Handheld measuring device according to claim 1, characterized in that for connecting the two housing parts ( 1 , 2 ) to the sen mutually aligned, mechanically acting connec tion elements ( 3 , 3 ') are arranged.

3. Handheld measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the interface ( 8 ) is galvanically formed and can optionally also be connected to an external computer for data exchange.

4. Handheld measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the evaluation electronics ( 31 to 36 ) accommodating housing part ( 2 ) for energy supply is optionally provided with batteries ( 10 ), solar cells or a mains connection ( 11 ).

5. Hand-held measuring device according to claim 4, characterized in that the housing part ( 1 ) receiving the optoelectronic sensor system ( 12 ) can also be supplied with energy via the interface ( 8 ).

6. Handheld measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the interface ( 8 ) optionally comprises optical coupling elements or a radio-operated transmitter-receiver unit which can optionally be connected to an external computer for data exchange.

7. Handheld measuring device according to claim 6, characterized in that the optoelectronic sensor system ( 12 ) accommodating housing parts ( 1 ) for energy supply optionally with bat teries ( 10 '), solar cells or a mains connection ( 11 ') is provided.

8. Handheld measuring device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the optoelectronic sensor system ( 12 ) comprises at least one photo element ( 16 ).

9. Handheld measuring device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the optoelectronic sensor system ( 12 ) comprises a plurality of light-emitting diodes ( 24 ).

10. Handheld measuring device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the optoelectronic sensor system ( 12 ) comprises at least one line sensor ( 21 ) formed from photoelements ( 21 ').

11. Handheld measuring device according to claim 10, characterized in that the line sensor ( 21 ) is connected to a spectral grating ( 25 ).

12. Handheld measuring device according to claim 10 or 11, characterized in that the line sensor ( 21 ) is connected to a scanning device.

13. Handheld measuring device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the optoelectronic sensor system ( 12 ) comprises at least one area sensor ( 23 ) formed from photoelements ( 23 ').

14. Handheld measuring device according to claim 10 or 13, characterized in that the photo elements ( 16 , 21 ', 23 ') are preceded by optical filters ( 18 ).

15. Handheld measuring device according to claim 10 or 13, characterized in that the photo elements ( 16 , 21 ', 23 ') is preceded by an optical system ( 17 ).

16. Handheld measuring device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the housing part ( 1 ) containing the optoelectronic sensor system ( 12 ) for illuminating a measurement object ( 15 ) comprises a light source ( 19 ) aligned thereon.

17. Handheld measuring device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the housing part ( 1 ) containing the optoelectronic sensor system ( 12 ) for positioning the Ge housing part ( 1 ) over a measurement object ( 15 ) comprises a viewfinder ( 13 ).

18. Handheld measuring device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the housing part ( 1 ) receiving the optoelectronic sensor system ( 12 ) optionally comprises suitable electronic components ( 29 , 30 ) for amplifying and / or digitizing the measurement signals.

19. Handheld measuring device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the evaluation electronics comprise electronic components ( 29 , 30 ) for amplifying and / or digitizing the measurement signals.

20. Handheld measuring device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the evaluation electronics at least one working memory ( 34 ), a memory ( 31 ) for the operating program, a memory ( 32 ) for the user programs, a memory ( 33 ) for the measurement data and a memory ( 35 ) for data exchange with connected external computers.

21. Handheld measuring device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the evaluation electronics comprises at least one processor ( 36 ) for function control and data processing.

22. Handheld measuring device according to one of claims 1 to 21, characterized in that the housing housing the evaluation electronics ( 2 ) is provided with a graphics-capable, optionally monochrome or colored display field ( 5 ).

23. Handheld measuring device according to claim 22, characterized in that the display field ( 5 ) can be actuated by touch for information input.

24. Handheld measuring device according to one of claims 1 to 23, characterized in that the housing housing the evaluation electronics ( 2 ) has at least one further, optionally galvanic, optical or radio-operated interface ( 9 ) for data exchange with an external computer.

25. Measuring module or housing part ( 1 ) with optical sensors ( 12 ) for a handheld measuring device according to claim 1.

26. Operating module or housing part ( 2 ) with evaluation electronics for a handheld measuring device according to claim 1.