12 Fakten über industrielle Farbprüfung

Transkript

1 Color Sensor PCS-II Farbe sehen wie der Mensch 12 Fakten über industrielle Farbprüfung 1

2 Fakt 1 Der Begriff Farbe entsteht nur durch das menschliche Auge: Der Begriff Farbe bekommt seinen Sinn überhaupt erst durch das menschliche Farbempfinden. Ohne dieses gäbe es den Begriff Farbe nicht. In sämtlichen DIN-Normen ist Farbe deshalb über das menschliche Farbempfinden definiert. 2

3 Verkehrs-Rot Feuer-Rot Lachs-Rot Fakt 2 Das Auge ist sehr empfindlich gegenüber Farb-Nuancen: Rein-Orange Pastell-Orange Dahlien-Gelb Wein-Rot Nuß-Braun Erdbeer-Rot Beige-Rot Zitronen-Gelb Grün-Braun Kupfer-Braun Mais-Gelb Rubin-Rot Gold-Gelb Schokoladen-Braun Rot-Lila Blau-Lila Minz-Grün Weiß-Grün Beton-Grau Türkis-Grün Grün-Blau Capri-Blau Pastell-Blau Gras-Grün Platin-Grau Moos-Grün Gelb-Grün Verkehrs-Blau Tauben-Blau Ozean-Blau Schilf-Grün Blaß-Grün Wasser-Blau Seiden-Grau Licht-Blau Schwefel-Gelb Ocker-Gelb Leucht-Gelb 3

4 Fakt 3 Farbe ist in vielen Produkten/Prozessen ein entscheidendes Merkmal: Displays Zahnersatz Glas Farbmarken Druckfarben Etiketten Textilien Kunststoffe Schläuche Papier Möbel Verpackungen Tabletten Banknoten KfZ Blut Farbcodes Edelsteine/Schmuck Kabelisolierungen Getränkefarben LEDs/Anzeigen Metalle Flüssigkeiten Galvanik-Beschichtungen Recycling Granulate Medikamentendosen Lebensmittel Lacke Kosmetika LEDs Spielzeug PET-Flaschen 4

5 Fakt 4 Das menschliche Farbempfinden entscheidet: Was auch immer Sie tun am Ende beurteilt der Kunde die Farbe mit seinem Auge. Es ist für die automatisierte Farbprüfung entscheidend, ob der Sensor das menschliche Farbempfinden nachbilden kann. 100%-Prüfung Eingangsprüfung Ausgangsprüfung Endkontrolle LEDs Kunststoffteile Leder Lack Anzeige Armaturenbrett Sitze Karosserieteil PKW Halbzeug/Zwischenprodukt (aus verschiedenen Chargen) Komponente Produkt Kunde 5

6 Fakt 5 Herkömmliche RGB-Sensoren sehen Farbe anders und entscheiden anders: Spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges und des PCS-II: Andere Sensoren: 6

7 Fakt 6 RGB-Sensoren trennen nicht zwischen Helligkeit und Farbe: Blau Die Helligkeit ist hier die Summe der Farbkanäle. Änderung der Helligkeit <=> Änderung der Farbwerte Helligkeitsänderung beeinflusst Farberkennung Grün 100%=Weiß 0%=Schwarz Rot 7

8 Fakt 7 Wenn die Helligkeit schwankt, muss die Farberkennung trotzdem zuverlässig sein: Mit dem Abstand Sensor-Objekt schwankt die Helligkeit......bzw. schwankende Helligkeit muss trotz gleicher Farbe sicher erkannt werden: 8

9 Fakt 8 Der perzeptive Farbsensor PCS-II trennt zwischen Farbe und Helligkeit: L Schwankende Helligkeit beeinflusst beim PCS-II nicht die Farberkennung! Dies gelingt nur dann zuverlässig, wenn die Prüfung in einem standardisierten, empfindungsgemäßen Farbraum (z.b. CIE-Lab) geschieht. Dieser muss im Sensor implementiert sein. L = empfindungsgemäßer Hellbezugswert a,b = empfindungsgemäße Farbkoordinaten Helligkeitsänderung b a Farbwert unbeeinflusst 9

10 Fakt 9 Die Toleranz-Angabe beim PCS-II gibt direkt die menschliche Farbunterscheidbarkeit wieder: Die standardisierten E-Einheiten sind keine abstrakten Toleranzangaben, sondern beschreiben den empfindungsgemäßen Abstand zweier Farben und damit deren Unterscheidbarkeit mit dem menschlichen Auge. Farbort 1 Farbort 2 E + + E= : E= : E= ,5: E= 3,5... 5: E> 5: nicht sichtbare Abweichung sehr geringe, i.d.r. nur von einem geschulten Auge sichtbare Abweichung mittlere Abweichung, auch von einem ungeschulten Auge erkennbar deutliche Abweichung starke Abweichung 10

11 Fakt 10 Aber Vorsicht: E ist nicht gleich E: Der perzeptive Farbabstand E wird in unterschiedlichen Zusammenhängen verwendet. Was er konkret bedeutet, hängt vom Kontext ab: Relative Farbprüfung: E rel gibt den Abstand zwischen einer Farbe und einer Referenzfarbe (Muster) gesehen mit dem gleichen Gerät/Beobachter an. Der minimal messbare E-Wert beschreibt das Auflösungsvermögen des Gerätes/Auges. Absolute Farbprüfung: E abs beschreibt den Abstand einer Farbe zu den absoluten d.h. geräteunabhängigen - Koordinaten einer Referenzfarbe. Damit dieser Wert einen Sinn ergibt, muss er sich auf Messungen mit der gleichen (nicht zwingend genormten) Lichtquelle beziehen. Farbmessung: E norm bezieht sich wie E abs auf absolute Farbkoordinaten, jedoch mit der zusätzlichen Forderung, dass die den Messungen zugrundeliegende Lichtquelle eine genormte ist (z.b. D65). 11

12 Fakt 11 perzeptiv heißt nicht automatisch farbmetrisch : Unsere Referenz ist das menschliche Auge nicht das Spektrometer: Das Qualitätskriterium für das perzeptive Farbsensor-System PCS-II ist die Fähigkeit, Farben wie das menschliche Auge zu unterscheiden ausgedrückt in E-Einheiten unabhängig von der verwendeten Lichtquelle. Die technische Umsetzung der menschlichen Farbempfindung lässt sich nicht nur ausschließlich durch die exakte Erfüllung der CIE Normspektralwertfunktionen realisieren. Diese repräsentieren lediglich das Farbempfinden eines festgelegten Standardbeobachters. Der PCS-II kann Farben erkennen und klassifizieren ähnlich wie das menschliche Auge. Er arbeitet daher perzeptiv. 12

13 Fakt 12 Nur der PCS-II kann, was der PCS-II kann: Das alles geht nur mit einem Sensor, der Farbe so sieht, wie der Mensch, d.h.: Der Sensor hat die gleiche spektrale Empfindlichkeit wie der Mensch und für die Farberkennung wird ein perzeptiver also empfindungsgemäßer Farbraum (z.b. CIE-Lab) verwendet. 13