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Qu'es-ce que la couleur?


De la couleur apparaît par éclairage d’objet à l’aide d’un rayonnement électromagnétique dans la plage de longueurs d’ondes comprise entre 380 nm et 780 nm (en-dessous d’une longueur d’ondes de 350 nm, on parle de rayonnement UV, au-dessus de 750 nm de rayonnement IR) ou d’une DEL, qui émettent de la lumière dans la plage visible.

Valeurs Tristimulus XYZ (CIE 1931) coordonnées de chromaticité xyz

L’œil humain subdivise la lumière visible reçue à l’aide des protubérances sensibles à la lumière présentes dans la cornée à l’arrière de l’œil en 3 zones : ROUGE VERT BLEU (couleurs de base).
Les quotes-parts des couleurs XYZ définit une couleur donnée. Au cours du temps, des méthodes ont été introduites pour mieux pouvoir décrire une couleur, c’est ainsi que les valeurs XYZ ont été séparées en quotes-parts qui donnent des informations sur la part de rouge x, la part de vert y et la clarté Y.

La part de rouge x et la part de vert y donnent, mathématiquement:

 
                    
 
 

(coordonnées de chromaticité xyz)
(valeurs tristimulus XYZ)

Grâce aux valeurs x, y, Y (système de couleurs CIE Yxy), était maintenant possible de séparer une couleur dans ses tonalités effectives x, y et la valeur grise Y. Il s’est cependant avéré qu’avec cette méthode, un changement de couleur en Δ x, Δ y ou ΔY est perçue avec une intensité variée par l’observateur.

Il en résulte donc pour la distance dans l’espace des couleurs une autre valeur ΔCouleur, si par exemple on compare deux couleurs dans la zone rouge, et deux couleurs dans la zone verte, que l’œil peut tout juste encore différencier.


Espace de couleurs L*a*b*
Le système de couleurs L*a*b* a été introduit pour pouvoir décrire mathématiquement une différence de couleur identique selon la sensibilité. Une différence de couleur entre deux couleurs, à chaque fois dans la plage rouge et dans la plage verte, pouvant tout juste être encore perçue par l’œil humain, fournit maintenant la même distance de couleur déterminée mathématiquement ΔE.



Xn, Yn, Zn : les valeurs tristimulus X, Y, Z pour un diffuseur réfléchissant parfaitement (par exemple surface blanche mate)
 
∆E : Désigne le degré de différence de couleur, mais pas le sens
 
∆ L*, a*, b* : Différence en L*, a* et b* entre deux objets
 
Le système de couleurs L*a*b* (également appelé CIELAB), est le système de mesure le plus usité pour déterminer la couleur. Il a été défini en 1976 par la CIE comme un des systèmes d’espace de couleurs de même distance, afin que l’on puisse traiter le problème principal du système de couleur Yxy : Les mêmes distances de deux nuances de couleurs dans l’espace de couleurs Y, x, y ne conduisent à des distances de couleurs identiques de même sensibilité. L’espace des couleurs du système L*a*b* est défini par la clarté L* et les coordonnées de couleurs a* et b*, un décalage ROUGE/VERT est défini ici à l’aide de la valeur a* (-a* → sens VERT, +a* → sens ROUGE), tandis que la valeur b* affiche un décalage BLEU/JAUNE (-b* → sens BLEU, +b* → sens JAUNE).

 




Observateur normal 2° et observateur normal 10° (grand champ)


La sensation spectrale de l’œil humain dépend de l’angle de vue, ainsi que de la taille de l’objet. En 1931, le CIE a déterminé une fonction de valeur spectrale à l’aide d’une évaluation visuelle (humaine) de petits objets, qui prenaient un champ de vision de 2°. En 1964, le CIE a émis une nouvelle norme avec un champ visuel de 10°.
 

Courbe de sensibilité de l’œil

Ces courbes (fonction de valeur spectrale normée) définissent la grandeur du stimulus de couleur en fonction de la longueur d’onde. Ces trois courbes indépendantes l’une de l’autre dans les plages ROUGE, VERT, BLEU donnent la reproduction de la sensibilité spectrale de l’œil humain pour l’observateur normal 2° et 10°.


 

Types de lumière normale


Comme la source lumineuse influence l’impression de couleur, CIE a défini pour la mesure de la couleur la répartition spectrale de la couleur pour les sources lumineuses les plus importantes. Les spectres des types de couleurs normées sont extrêmement différents !

D65
Le type de lumière normée D65 correspond à la lumière du jour moyenne avec une température de couleur de 6504K et convient ainsi à la mesure d’objets dans des conditions de lumière du jour (y compris la plage UV).

C
Le type de lumière normée C correspond à une lumière du jour moyenne avec une température de couleur de 6774K et convient ainsi à la mesure d’objets dans des conditions de lumière du jour dans le spectre visible (sans plage UV).

A
Le type de lumière normée correspond à la lumière d’une lampe à incandescence de la température de couleur 2856 K et convient ainsi à la mesure de la couleur d’objets dans les conditions d’éclairage artificielles d’une lampe à incandescence.

 

Température de la couleur


En cas de hausse de la température d’un objet, le spectre se déplace aussi vers le rayonnement thermique et des longueurs d’ondes plus courtes (par exemple la couleur d’un fil à incandescence change au fur et à mesure que la puissance électrique augmente de rouge vers le blanc en passant par l’orange). La température absolue de l’objet est appelée ici température de la couleur.

La chromaticité XY d’un corps noir (un corps noir est un corps physique hypothétique qui absorbe toutes les énergies et qui rayonne à nouveau lorsqu’il est représenté en tant que rayonnement, de façon à ce que sa température soit en relation avec la couleur de la couleur rayonnée).


Espace de couleurs L*u*v*

Détermination de la valeur de couleur de DEL – espace de couleurs L*u*v* (CIELUV)
S’il s’agit de déterminer la valeur des couleurs de sources lumineuses (par exemple LED, écrans LCD, lampes à incandescence, lampes halogènes, tubes fluorescents, flammes), c’est l’espace de couleurs L*u*v* qui doit être recommandé. Le système de couleurs L*u*v* (également appelé système de couleurs CIELUV) représente un des espaces de couleurs de même distance selon la sensibilité (fixé en 1976 par la CIE). L* donne ici des informations sur la clarté d’un objet (plus L* est grand, et plus l’objet est clair) et u* affiche un décalage rouge-vert : Dans le sens -u* : VERT, dans le sens +u* : ROUGE, tandis que v* affiche un décalage jaune-bleu . Dans le sens -v* : BLEU, dans le sens +v* : JAUNE



Géométries de mesure

Comme la couleur d’un objet dépend des conditions d’observation (l’angle d’éclairage ainsi que l’angle d‘observation), ces paramètres doivent être fixés en conséquence. On désigne l’angle (zone d’angle) sous lequel l’objet est éclairé et l’angle sous lequel l’objet est considéré est appelé géométrie de mesure.
 
Géométrie de mesure avec éclairage orienté
L’objet est éclairé avec une lumière orientée. Avec la géométrie 45/0, l’éclairage a lieu sous un angle de 45° ± 2° par rapport à la normale de l’objet, la lumière réfléchie de façon diffuse est enregistrée par le détecteur de couleur sous 0° ± 10° par rapport à la normale de l’objet. Avec la géométrie 0/45 en revanche, l’éclairage a lieu sous un angle de 0° ± 10° par rapport à la normale de l‘objet, la lumière réfléchie de façon diffuse est ici réceptionnée par le détecteur de couleur sous 45° ± 2° par rapport à la normale de l’objet.
 
Géométrie de mesure avec éclairage diffus (géométrie sphérique)
Cette méthode utilise une sphère d’Ulbricht pour éclairer de façon homogène et observer l’objet quasiment depuis toutes les directions spatiales (la sphère d’Ulbricht est une sphère creuse dont la face intérieure est revêtue d’une couleur blanche mate, ce qui assure une dispersion de la lumière homogène et diffuse).
 
Un appareil de mesure qui fonctionne d’après la géométrie d/0 éclaire ainsi l’objet de façon homogène et diffuse et reçoit la lumière réfléchie de façon diffuse par l’objet sous un angle de 0°, tandis qu’un appareil avec la géométrie 0/d éclaire l’objet sous 0° et reçoit la lumière réfléchie par l’objet de presque toute la moitié de l’espace.
 


Mesure de la couleur
 
La mesure de la couleur comprend aussi, à côté de la détection de la couleur correspondante qui imite les courbes de sensibilité de l’œil (fonctions de la valeur spectrale, observateur 2° CIE 1931, observateur 10° CIE 1964) et de la source lumineuse normée correspondante, la disposition correspondante entre le détecteur, les sources lumineuses et l’objet !
 
Dans le cas des appareils de mesure de la couleur, on travaille d’après ce qu’on appelle la géométrie 45/0, c’est-à-dire que la source lumineuse est disposée en-dessous de 45° par rapport à la normale de l’échantillon, tandis que le récepteur est orienté vers l’objet en-dessous de 0° par rapport à la normale de l’échantillon (verticale par rapport à l’échantillon !).
 
On a en outre développé un système qui est capable de reproduire une sphère d'Ulbricht au moyen d’un diffuseur spécial (semblable à une vitre en verre de lait) et spécialement d’un éclairagiste LED, et qui peut ainsi être utilisé pour la mesure diffuse 0°.
 
 
Sensibilité spectrale de l’œil humain




Les appareils de mesure de la couleur de la série SPECTRO-MSM, y compris le SPECTRO-3-28-45°/0°-MSM et le SPECTRO-3-12-DIF-MSM-ANA sont des systèmes de mesure INLINE qui sont capables de pouvoir être utilisés même dans une exploitation industrielle difficile. Les systèmes de mesure peuvent à la fois être utilisés pour la mesure de la couleur et pour le contrôle de la couleur. A cet effet, les paramètres correspondants (x, y, Y et X, Y, Z, L*a*b* et L*u*v*) sont mis à disposition via le port série (RS232, USB, ETHERNET), les 2 sorties numériques (0V/+24V) servent en outre à sortir les 3 couleurs pouvant être apprises au maximum. Trois sorties analogiques sont disponibles en sus des sorties numériques (0V ... +10V), qui donnent des informations sur x, y, Y ainsi que X, Y, Z, L*a*b* et L*u*v*.

Une combinaison de LED bleues et de LED blanches servent de source lumineuse et un tracé spectral semblable au NORMLICHTART D65 (type de lumière normée D65) est généré en utilisant des filtres d’interférence spéciaux. Comme le système de mesure SPECTRO-3-28-45°/0°-MSM-ANA (SPECTRO-3-12-DIF-MSM-ANA) dispose en outre d’un détecteur R, V, B (procédé 3 zones) dont les courbes de filtres sont semblables aux courbes de sensibilité des yeux, on peut recourir à ce système pour une saisie des couleurs rapide et insensible à la lumière externe.

SPECTRO-3-28-45°/0°-MSM-ANA-VIS
SPECTRO-3-28-45°/0°-OFL
(Spacer)
SPECTRO-3-12-DIF-MSM-ANA-VIS
SPECTRO-3-FIO-MSM-ANA-VIS

 Dispositions de mesure













 


 
 

 

Contrôle des couleurs

La série SI-COLO
Dans les capteurs de la série SI-COLO, on utilise des détecteurs 3 zones (R, V, B) en combinaison avec une LED lumière blanche (en tant que source lumineuse). Classic (stricte séparation des 3 zones de couleurs).

La série SI-COLO peut être pour l’essentiel subdivisée en deux groupes.
 
Série SI-COLO3, série SI-COLO4
Des signaux numériques (0V/+24V) sont mis à la disposition des capteurs de couleur de la série SI-COLO3 à la sortie 4, (série SI-COLO4 : 5 sorties numériques). codé en binaire, le capteur peut enseigner jusqu’à 15 couleurs (série SI-COLO4 : 31 couleurs). Cette série dispose en outre d’un port série RS232, un raccordement au bus USB et au bus ETHERNET est également rendu possible par un convertisseur. Ces capteurs peuvent être paramétrés de façon confortable et simple à l’aide de l’interface Internet Windows® SI-COLO-Scope. Les valeurs de couleur sont en outre représentées de façon claire sous forme graphique et numérique.
 
   


Certaines des caractéristiques les plus importantes sont listées ci-après :
TEACHEN on dispose de différentes fonctions d’apprentissage
  • Apprentissage à l’aide du logiciel SI-COLO-Scope
     
  • Apprentissage externe via l’API (15 couleurs ou 31 couleurs) EXTTEACH
     
  • Apprentissage externe au moyen d'un capteur (15 couleurs ou 31 couleurs) EXTTEACH
     
  • Apprentissage externe d’une couleur (au moyen de l’API ou d’un capteur) STAT1
     
  • Apprentissage externe d’une couleur (au moyen de l’API ou d’un interrupteur) DYN1 de manière à ce que le capteur de couleur règle d’abord la puissance lumineuse optimale et gèle ensuite cette dernière pendant la procédure de mesure normale après la fin de l’opération d’apprentissage
     
  • Apprentissage pas seulement sur un objet, mais sur plusieurs objets suivi de la formation d’une valeur moyenne avec la TEACH MEAN VALUE (apprentissage de la valeur moyenne)

La table est habituellement remplie par clic de la souris sur le champ TEACH DATA TO (apprend donnée vers) ou TEACH MEAN VALUE (apprend valeur moyenne). Si on a en revanche sélectionné EXT. TEACH ON (apprentissage ext. en marche), les données doivent d’abord être récupérées de la mémoire du capteur de couleur à l’aide de la touche GET. La table peut être travaillée manuellement plus tard.

La fonction COLOR GROUP permet de rassembler plusieurs couleurs pour former un groupe de couleurs qui sont envoyées en tant que GRUPPE (groupe) à la sortie d’enclenchement en tant que capteur de couleur.

POWER:
La série SI-COLO dispose de LED à lumière blanche en tant que source lumineuse, ce qui permet de bénéficier d‘une longue durée de vie, d’une faible consommation de courant et d’une sensibilité accrue à la lumière externe (grâce à la modulation des LED). La fonction POWER MODE permet de régler la puissance lumineuse sur statique (STATIC) ou sur dynamique (DYNAMIC). Dans le mode STATIC (statique), la puissance lumineuse peut être réglée manuellement, alors qu’en revanche en mode DYNAMIC (dynamique), la puissance lumineuse du capteur est réglée par le capteur de couleur et à l’objet respectif.


Fonctions d'évaluation
 
On dispose de différentes fonctions pour évaluer les couleurs :


 
Les paramètres s, i, M sont calculés d’après les mêmes algorithmes comme les paramètres a*, b*, L*! La raison pour laquelle a*, b*, L* n’ont pas été utilisés immédiatement réside dans le fait que les SI-COLO et les SPECTRO (exception ici le SPECTRO-3-28-45°/0°-MSM-ANA, le SPECTRO-3-20-DIF-MSM-ANA et le SPECTRO-3-FIO-MSM-ANA, qui comptent parmi les appareils de mesure de couleurs) sont des systèmes de contrôle de la couleur, c’est-à-dire que les conditions ne sont pas réunies pour un appareil de mesure de la couleur:

  • la LED couleur blanche utilisée ne correspond pas à un NORMLICHTART (type de lumière normée),
  • la disposition géométrique source lumineuse/détecteur/objet ne correspond pas à la norme (norme : 45°/0°, 0°/45°, d/0°, 0°/d),
  • dans le cas de la série SI-COLO, on utilise un détecteur de couleurs qui ne correspond pas à la norme (courbes de sensibilité spectrale de l’œil humain), mais qui fournit de meilleurs résultats dans des applications spéciales.

Représentation graphique des valeurs de couleurs
Les valeurs de couleurs actuelles sont représentées graphiquement en mode auto-zoom avec les valeurs de couleurs apprises et leurs tolérances :
 

Pour qu’une valeur de couleur actuelle soit maintenant clairement reconnue comme une couleur déjà apprise, celle-ci doit se situer à la fois dans la tolérance ITO et dans la tolérance MTO (exception: fonction MINIMAL DISTANCE)

x, y, INT:                                                                 

 

 s, i, M:


En fonction de la valeur apprise sauvegardée en mémoire (valeur de couleur dans la table), il n’y a à chaque fois ici qu’une tolérance : CTO

La représentation de ces tolérances se fait en 3 vues. Il vaut ici aussi : Pour que la valeur de couleur actuelle soit reconnue comme une couleur sauvegardée dans la table, il faut que cette dernière se trouve à chaque fois dans une des 3 vues dans le cercle de couleur respectif (exception : MINIMAL DISTANCE).
 
Dans la représentation à 3 dimensions, la plage de tolérance admissible pour x, y INT et pour s, i M donnerait une figure de forme cylindrique, tandis qu’il faut partir du principe d’une construction en forme de sphère pour x, y, INT et s, i, M:

Critères de décision
La couleur sauvegardée dans la table en faveur de laquelle le capteur de se décide pour la couleur actuelle dépend du mode de sélection choisi, c’est ainsi que les modes suivants sont entre autres disponibles :

  • BEST HIT
  • FIRST HIT
  • MINIMAL DISTANCE
 
BEST HIT
Le capteur de couleur vérifie ici en premier lieu si la valeur de couleur actuelle se trouve à l’intérieur des tolérances (CTO et MTO pour x, y INT ainsi que CTO et MTO pour s, i M et CTO pour x, y INT et s, i, M) d’une ou de plusieurs tables d’apprentissage créées. Dans la prochain étape, la distance aux différents centres de cercles de couleurs entrant en ligne de compte est déterminée dans le mode x, y INT et le mode s, i M. La plus petite distance décide alors de l’attribution du numéro de couleur.

Exemple provenant du mode x, y INT et s, i M :
La couleur actuelle • se trouve dans la zone CTO des couleurs sauvegardées Ø, 1, 4 et dans la plage de tolérance ITO (MTO) des couleurs Ø et 4. La distance par rapport au point central du cercle de couleurs Ø est maintenant plus petite que la distance du point central du cercle de la couleur 4. Le capteur de couleur se décide ainsi en faveur de la couleur Ø et donne celle-ci aux 4 (série SI-COLO3) ou 5 (série SI-COLO4) sorties numériques!

COULEUR Ø 

La distance de la valeur de couleur actuelle par rapport aux points centraux des cercles est calculée au moyen de DIST=(Δx² + Δy²)½ et (Δs²+ Δi²)½.

 
Dans le mode x, y, INT et dans le mode s, i, M au contraire, un calcul de distance par rapport aux centres des sphères de couleurs entrant en ligne de compte est fait après le contrôle de tolérance. Le numéro de la sphère de couleur dont le centre est le plus proche de la couleur actuelle est alors transmis aux sorties d’enclenchement du capteur de couleur. La distance de la valeur de couleur par rapport à la couleur entrant en ligne de compte est calculée à partir de l’équation DIST=(Δx²+Δy²+ΔINT²)½ ou DIST=(Δs²+Δi²+ΔM²)½.
 
Exemple :
La couleur actuelle se trouve dans la zone CTO dans les couleurs sauvegardées dans la table d’apprentissage Ø et 1. La distance de la valeur de couleur actuelle par rapport au centre de la sphère de couleur de la couleur Ø est inférieure à celle de la couleur 1, la valeur de couleur actuelle est par conséquent attribuée à la couleur Ø ! La couleur Ø est donnée aux 4 (série SI-COLO3) ou 5 (série SI-COLO4) sorties numériques.

COULEUR Ø

 
FIRST HIT
On fait appel à ce mode de sélection en première lieu lorsqu’une valeur de couleur actuelle doit être subdivisée en différentes classes de couleurs. Le programme du capteur de couleur parcourt la table de haut en bas et recherche des correspondances, c’est-à-dire que si la valeur de couleur actuelle se trouve dans la plage de tolérance d’une couleur sauvegardée, le numéro de couleur de cette dernière est transmis aux sorties numériques du capteur de couleur.


Exemple provenant du mode x, y INT et s, i M :
Le programme du capteur de couleur parcourt la table de haut en bas et recherche des correspondances, c’est-à-dire que si la valeur de couleur actuelle se trouve dans la plage de tolérance d’une couleur sauvegardée, le numéro de couleur de cette dernière est transmis aux sorties numériques du capteur de couleur. La couleur 2 est ainsi transmise aux sorties numériques du capteur de couleur.

COULEUR 2


 

Exemple provenant du mode x, y, INT ou s, i, M :
la couleur actuelle • ne se trouve pas dans la zone CTO de la couleur Ø et de la couleur 1 ni de la couleur 2. La couleur 3 n’entre pas non plus en ligne de compte, car comme on peut le voir dans la vue y, INT (ou i, M), la valeur de couleur actuelle se situe en-dehors du CTO de la couleur 3 !
C’est donc d’abord la couleur 4 qui correspond ! Le capteur de couleur transmet la couleur 4 aux sorties d’enclenchement !

COULEUR 4

 
MINIMAL DISTANCE:
Dans ce mode de sélection, on renonce à utiliser des tolérances (CTO, ITO, MTO), on calcule plutôt la distance de la valeur de couleur actuelle des couleurs sauvegardées (coordonnées). Le capteur de couleur se décide ici en faveur des couleurs ayant la plus petite distance par rapport à la valeur de couleur actuelle et transmet ces dernières aux sorties numériques!
 

Série SI-COLO4
SI-COLO4-80-d1
SI-COLO4-80-d2
SI-COLO4-80-d3
  SI-COLO4-30-DIL
SI-COLO4-30-FCL
SI-COLO4-30-FCL-POL
       
  SI-COLO4-80-DIL
SI-COLO4-80-FCL
SI-COLO4-80-FCL-POL
  SI-COLO4-50-DIL
SI-COLO4-50-FCL
SI-COLO4-50-FCL-POL
       
SI-COLO4-200-DIL
SI-COLO4-200-FCL
SI-COLO4-200-FCL-POL
  SI-COLO4-30/90-DIL
SI-COLO4-30/90-FCL
SI-COLO4-30/90-FCL-POL
       
   SI-COLO4-FIO-SP   D-S-A2.0-(2.5)-1200-67°
R-S-A2.0-(2.5)-1200-67°
       
   KL-2    KL-3
       
   KL-M18-A2.0    KL-M34-A2.0

 
La série SPECTRO-3

Très différents du point de vue de leur aspect extérieur, les capteurs de couleur de la série SPECTRO-3 sont très semblables, dans leur mode de fonctionnement, aux capteurs de couleur de la série SI-COLO4. Cette série peut cependant séduire par quelques caractéristiques supplémentaires.

Les principales différences entre la série SPECTRO-3 et la série SI-COLO4 sont énumérées ci-après:
 
        Série SPECTRO-3
  • Des algorithmes spéciaux sont disponibles pour le contrôle des marques de couleur (détection des marques de couleur)
     
  • Les LED à lumière blanche sont commutables : Fonctionnement AC/DC, d’où la possibilité d’une fréquence d’enclenchement très élevée :
    AC : typ. 50kHz* (pour la série SPECTRO-3-...-ANA)
    DC : typ. 100kHz* (pour la série SPECTRO-3-...-ANA) (*nominaux maximum)
     
  • LED à lumière blanche pouvant être désactivées : ceci permet d’utiliser la série SPECTRO-3 en tant qu’appareils de mesure de la couleur pour les mesures L*u*v* (par exemple contrôle LED) 
     
  • Mode de construction compact (douille alu M34), très robuste et insensible aux vibrations mécaniques, forme de construction plate (série -CL et -JR)
     
  • On dispose de types de lumière UV, ce qui permet le contrôle de la fluorescence des couleurs
     
  • Commutation de facteur d’amplification du récepteur en 8 niveaux
     
  • Régulation ultérieure de la puissance de la lumière très rapide en mode DYN (mode dynamique de la LED à lumière banche)
     
  • Avec la série SPECTRO-3-...-ANA, on dispose d’une gamme qui dispose à la fois de sorties analogiques et de sorties numériques
        Série SI-COLO-4
  • Insensibilité extrême à la lumière externe, même lorsque les sources de lumière externe éclairent l’objet plus fortement que la source de lumière intégrée
     
  • On dispose de types de capteurs de couleur qui sont susceptibles d’être utilisés même dans le cas de grandes distances d’objets (jusqu’à 2 m)
     
  • Deux types de filtres disponibles (il s’est avéré que le détecteur de couleur classic fournit une meilleure distinction des couleurs dans certaines applications)




Détecteur de couleur SI-Colo 
(détecteur de couleur classique)

Détecteur de couleur SPECTRO-3 
(ce qu’on appelle un détecteur True-Color, imitant la vision humaine de jour)

 
Détection des marques de couleur

Outre les procédés de sélection de couleur déjà évoqués BEST HIT, FIRST HIT et MINIMAL DISTANCE, on dispose, au niveau des types SPECTRO-3-...-ANA, d’algorithmes supplémentaires qui ont été spécialement développés pour la détection des marques de couleur.


Détermination (apprentissage) du seuil d’enclenchement idéal
On met à cet effet un signal externe (INO) à la disposition du capteur de couleur. Pendant que INO=+24V est, on recherche le type de signal minimal des trois signaux bruts (R, V, B) ainsi que la valeur de signal maximale. A la fin de INO=+24V (high), on détermine le seuil d’enclenchement idéal. THD=(MAX+MIN)/2, à chaque fois pour R, V et B : THDR, THDG et THDB. Si la valeur R, V, B se situe au-dessus de THDR, THDG ou THDB, un high numérique est émis à chaque sortie numérique.

 

Comme on dispose de deux sorties numériques au niveau de la version SPECTRO-3-...-ANA, deux signaux numériques peuvent être sélectionnés à partir des trois signaux numérique R, V, B déterminés. Les sorties peuvent être utilisées à la fin du processus d‘apprentissage (IN∅ → 0V). 

Outre les sorties numériques, on peut également utiliser les trois sorties analogiques (et pour la commande de registre). 

On programme à cet effet chacune des valeurs MAX, MIN déterminées à la fin du processus d’apprentissage (IN∅=high) sur les sorties analogiques 10V ou 0v :

MAXG = 10V; MING = 0V

MAXR = 10V; MINR = 0V

MAXB = 10V; MINB = 0V

Gel des sorties analogiques
Un autre mode de logiciel permet de « geler » les signaux analogiques (R, V, B ou x, y, INT ou SL SL M) avec le flanc croissant du signal INRS externe.
 

Série SPECTRO-3

Capteurs de couleur True-color SPECTRO-3
 

SPECTRO-3-20-COF

SPECTRO-3-30-COF
       
  SPECTRO-3-50-COF   SPECTRO-3-30-DIF
       
  SPECTRO-3-30-DIL
SPECTRO-3-30-FCL
SPECTRO-3-30-POL
SPECTRO-3-30-UV
  SPECTRO-3-50-DIL
SPECTRO-3-50-FCL
SPECTRO-3-50-POL
SPECTRO-3-50-UV
       
  SPECTRO-3-80-DIL
SPECTRO-3-80-FCL
SPECTRO-3-80-POL
SPECTRO-3-80-UV
  SPECTRO-3-FIO
SPECTRO-3-FIO-UV
       
Capteurs de couleur True-color SPECTRO-3-DLS deux sources lumineuses
  SPECTRO-3-FIO-VISUV    
 

Série SPECTRO-3-ANA

Capteurs de couleur True-color „ANALOG“
  SPECTRO-3-80-COF-d20.0-ANA    SPECTRO-3-200-COF-d25.0-ANA
       
  SPECTRO-3-DIF-ANA    
SPECTRO-3-30-DIL-ANA
SPECTRO-3-30-FCL-ANA
SPECTRO-3-30-POL-ANA
SPECTRO-3-30-UV-ANA
       
 
SPECTRO-3-50-DIL-ANA
SPECTRO-3-50-FCL-ANA
SPECTRO-3-50-POL-ANA
SPECTRO-3-50-UV-ANA
   SPECTRO-3-FIO-ANA
       
  SPECTRO-3-FIO-ANA-XL   SPECTRO-3-FIO-UV-ANA
       

Série SPECTRO-3-CL 

Capteurs de couleur True-color "Compact Line"

  SPECTRO-3-50-COF-CL    SPECTRO-3-100-COF-CL
       
  SPECTRO-3-200-COF-CL    
SPECTRO-3-300-COF-CL
SPECTRO-3-500-COF-CL
       
 
SPECTRO-3-30-DIL-CL
SPECTRO-3-30-FCL-CL
SPECTRO-3-30-POL-CL
SPECTRO-3-30-UV-CL
   
SPECTRO-3-50-DIL-CL
SPECTRO-3-50-FCL-CL
SPECTRO-3-50-POL-CL
       
  SPECTRO-3-FIO-CL    SPECTRO-3-28-45°/0°-CL
       

Série SPECTRO-3-JR 

Capteurs de couleur True-color "JUNIOR"   
  SPECTRO-3-80-COF-JR    SPECTRO-3-5-DIF-JR
       
 
SPECTRO-3-30-DIL-JR
SPECTRO-3-30-FCL-JR
SPECTRO-3-30-POL-JR
SPECTRO-3-30-UV-JR
   
SPECTRO-3-50-DIL-JR
SPECTRO-3-50-FCL-JR
SPECTRO-3-50-POL-JR
SPECTRO-3-50-UV-JR
       
  SPECTRO-3-FIO-JR    SPECTRO-3-FIO-JR-XL
       
  SPECTRO-3-FIO-UV-JR    
       
Capteurs de couleur True-color "JUNIOR" avec unité d'éclairage externe 
 

SPECTRO-3-SLU-JR
SI-SLU-16 (lighting unit)

 

   
SPECTRO-3-SLU-UV-JR
SI-SLU-UV-16 (lighting unit)
  SPECTRO-3-SLU-DIF-JR
SI-SLU-DIF-16 (lighting unit)
       

Série SPECTRO-3-MSM-ANA 

Capteurs de couleur True-color "Measurement" analogique 
  SPECTRO-3-28-45°/0°-MSM-ANA    SPECTRO-3-12-DIF-MSM-ANA
       
  SPECTRO-3-FIO-MSM-ANA    
       

Série SPECTRO-3-SL 

Capteurs de couleur True-color "SlimLine"   
  SPECTRO-3-DIL-SL    SPECTRO-3-FCL-SL
       
SPECTRO-3-POL-SL    SPECTRO-3-UV-SL
       
  SPECTRO-3-FIO-SL    SPECTRO-3-FIO-UV-SL
       

Série FIO 

     
  KL-2    KL-3
       
KL-M18-A2.0    KL-M34

Quand utilise-t-on une...

...-DIL ?
DIL veut dire diffuse light (lumière diffuse), la lumière de la LED à lumière blanche est rendue plus homogène grâce à la LED à lumière blanche d’un disque de diffusion (diffuseur) et rencontre ainsi l’objet moins dirigé ! On empêche ainsi la diffusion directe.
La version DIL est essentiellement utilisée là où l’effet de brillance de la surface de l’objet doit être supprimé, par exemple sur des surfaces en plastique, des imitations de cuir, des surfaces en bois, des laminés et des surfaces en papier.
 
...-FCL ?
FCL veut dire focused light (lumière focalisée), c’est-à-dire que les LED à lumière blanche sont dirigées de façon centrée sur l’objet et éclairent une surface aussi petite que possible. Dans ce cadre, c’est un mélange de lumière réfléchie directe et diffuse qui parvient au récepteur. Le type –FCL est utilisé dans le cas d’objets pour lesquels la différence de brillance doit être soulignée en conséquence, par exemple pour le contrôle d’un emballage de serviette papier en couleur, qui est fermé par un film plastique transparent. Il s’agit maintenant de contrôler si le film brillant est là ou bien si l’emballage a été malencontreusement déchiré. 
→ le film brillant transparente reflète une partie de la lumière des LED à lumière blanche directement dans le récepteur, ce qui conduit à une augmentation de l’intensité, la couleur effective devient en outre plus « douce », c’est-à-dire plus blanche, du fait que la part réfléchie directement est de la lumière blanche. Dans le cas de l’emballage déchiré, c’est tout d’abord de la lumière non absorbée réfléchie de façon seulement diffuse qui est parvenue jusqu’au récepteur, la couleur est donc ici « plus saturée ».
 
...-POL ?
POL veut dire polarised light (lumière polarisée), immédiatement devant les LED à lumière blanche se trouve un filtre de polarisation qui est tourné à 90° par rapport au filtre devant les LED à lumière blanche. Seule de la lumière réfléchie de façon diffuse peut ainsi passer le récepteur.
Le type -POL est utilisé partout où la brillance de la surface de l’objet a un effet extrêmement gênant, par exemple sur des objets peints tels que les portes de voitures, les boîtiers de rétroviseurs, les couvercles de réservoir, les pare-chocs et aussi les surfaces de plastique.

...-COF ?
les types COF- (cofocal optics = optiques cofocales) sont utilisés partout où on a besoin d’une petite taille de spot de lumière à une grande distance (jusqu’à 1000 mm).
 
...-FIO ?
On dispose d’un grand choix d’accessoires pour le type à câbles à fibres optiques (Fiber optics). A côté des câbles réflex à fibres optiques, il existe toute une série de ce qu’on appelle des front ends, dont la tâche consiste en premier lieu à maintenir le spot de lumière blanche aussi petite que possible à une distance relativement grande. Les types FIO permettent de faciliter considérablement le contrôle des couleurs. Les variantes de câbles à fibres optiques conviennent bien entendu aussi parfaitement aux sites d’utilisation où il y a peu de place.
 
...-DIF ?
DIF veut dire diffuse light (lumière diffuse). Comme dans le cas aux types –DIL, ce type de capteur dispose d’un diffuseur qui est disposé avant les LED à lumière blanche. Contrairement aux types –DIL, on utilise cependant un disque de dispersion de volume au lieu d’un disque de dispersion de surface (« disque de verre de lait »), dont l’effet de dispersion est nettement supérieur à celui du disque de dispersion de surface. Il est ainsi possible d’obtenir un éclairage extrêmement homogène de la surface à contrôler (effet semblable à celui d’une sphère Ulbricht). La détection se fait en revanche en-dessous de 0° avec un cache d’entrée mince. Toute réflexion directe de l’émetteur sur une surface brillante d’objet de mesure peut être ainsi pratiquement exclue. Les capteurs DIF peuvent ainsi contrôler la couleur d’objets très brillants tels que des fils métalliques.

...-UV ?
Dans le cas de ces types, on utilise des LED UV au lieu de LED à lumière blanche. Il est ainsi possible de détecter non seulement l’intensité, mais aussi la couleur de couleurs fluorescentes. Il est ainsi possible de faire la distinction entre différentes couleurs brillantes fluorescentes.

...-MSM ?
MSM veut dire Color Measurement (mesure de la couleur). Les types MSM constituent la gamme des capteurs de couleurs mesurant de la série SPECTRO-3. Ces types permettent une mesure de la couleur L*a*b*, L*u*v*, x,y,Y, X,Y,Z et L*C*h*.

...-45°/0° ?

Il y a, comme dans le cas des types -POL, une élimination massive de la brillance, la réflexion directe en direction du récepteur est ici cependant évitée par le fait que les LED disposées en anneau émettent de la lumière à moins de 45° par rapport à la lumière verticale, tandis que le récepteur est orienté à moins de 0° par rapport à la verticale sur la surface à contrôler. On évite une réflexion directe en direction du récepteur lors du contrôle de la couleur ou de la mesure de la couleur d’objets plats disposés verticalement par rapport à l’axe optique du récepteur. Les types -45°/0° sont surtout utilisés dans le cas des vernis et des vernis métallisés (vernis pour automobiles, vernis pour meubles, etc.), du fait que les types -POL destinés au contrôle de vernis métallisés ne conviennent plutôt pas. Les films transparents peuvent être contrôlés en utilisant un carreau blanc, qui est disposé sur le côté opposé du film.

...-SLU ?
Dans le cas des types –SLU, l’unité d’éclairage est placée dans un boîtier séparé, ce qui permet de réaliser des mesures d’éclairage diascopique ainsi que des dispositions en V (réflexion directe). On dispose à cet effet de sources de lumière diffuses ainsi que de sources de lumière orientées. Ces types permettent peuvent par exemple mesurer idéalement la couleur de verre plat en transmission ainsi que le revêtement de verre flottant en mode de lumière réflex.

...-SA et -BA ?
Il existe, au niveau des récepteurs –SLU, une version avec petite ouverture du cache (-SA) et une version avec une lentille collectrice disposée devant le détecteur de couleur (-BA). Il faut préférer le type –BA si le signal est faible. Si en revanche, par exemple dans le cas d’une réflexion directe disposée en V, on ne peut considérer qu’une faible zone d’angle, il faut recourir au type -SA.
 
...-XL ?
Dans le cas des types -FIO-XL, on utilise des câbles à fibres optiques ayant une grande section (diamètres de 5 mm, 6 mm et 8 mm), ce qui permet de réaliser des systèmes ayant une longueur de câble à fibres optiques allant jusqu’à 15 m.
 
...-ANA ?
Outre les capteurs SPECTRO-3 à sorties numériques, il existe aussi une gamme à sorties analogiques. Les sorties numériques disponibles (0V … +10V) permettent de sortir les valeurs de couleurs primaires RVB, ainsi que les valeurs de couleurs s,i,M, x,y,INT, L*a*b*, L*u*v*, X,Y,Z, x,y,Y et  L*C*h*.

Contrôle de la couleur et de la brillance

In the majority of cases it is sufficient to assess objects only by way of the color value. However, if objects have the same color but a different surface structure (e.g. leather or imitation leather), experience has shown that color inspection alone is not sufficient. For such applications a combination of color and gloss inspection is the ideal solution: The SI-COLO-GD-40

Color-gloss sensor SI-COLO-GD-40
Dans la plupart des cas, il est complètement suffisant de ne juger les objets que d’après la valeur de leur couleur. Dans le cas d’objets ayant la même couleur, mais des structures de surface différentes (par exemple le cuir ou les imitations de cuir), l’expérience montre qu’un simple contrôle de couleur ne suffit pas. Une combinaison de contrôle de couleur et de brillance fournit ici un remède : der SI-COLO-GD-40

Contrôle de la brillance de la couleur avec le SI-COLO-GD-40


L'évaluation des couleurs se fait maintenant d'après les algorithmes suivants :



 
ou bien, à titre d’alternative, ce qu’on appelle les valeurs s, i, M sont également proposées en sus pour les capteurs de couleurs.
L’évaluation de la brillance est soumise à la valeur suivante:    
 
 
Le contrôle dispose ainsi, en sus des données brutes (R, G, B, DIR, DIF), des paramètres x, y, INT, GN et s, i, M, GN.
 
Tandis que x, y, INT et s, i, M fournissent des informations sur la valeur de couleur, la valeur GN fournit une information sur le comportement de brillance de l’objet.
 
On a pour l’essentiel le choix entre les modes suivants pour l’évaluation :

x, y, INT GN
s,i, M GN
x,y, INT, GN
s, i, M, GN
 
L’opération d’apprentissage se déroule de la même manière que pour les capteurs de couleur, un seul paramètre a été à chaque fois ajouté : GN !
 
 
Le tableau ressemble à ceci avec x, y, IMT et GN :

x, y, INT GN



x, y, INT GN

Et le tableau ressemble à ceci avec s, i, M et GN :

s, i, M GN


s, i, M GN

 
L’évaluation dépend ici aussi du mode de sélection choisi :

BEST HIT
FIRST HIT
MINIMAL DISTANCE
 
Dans le mode d’évaluation x, y, INT GN et s, i, M GN, on contrôle d’abord si la valeur de brillance de la couleur se trouve dans la fenêtre de tolérance prescrite de GN, et donc de GTO. On contrôle ensuite si la condition pour la valeur de couleur (à l’intérieur de CTO) est réalisée. Si plusieurs candidats entrent en ligne de compte, il se produit une sélection en fonction du mode de choix réglé (BEST HIT, FIRST HIT, MINIMAL DISTANCE, voir en outre FARBKONTROLLE/contrôle de la couleur).
 
Dans le mode d’évaluation x, y, INT, GN et s, i, M, GN au contraire, il y a un choix de couleur/de brillance dans « l’espace à quatre dimensions », la tolérance CGTO tisse ici une image à quatre dimensions. Il aussi, la valeur actuelle de couleur/de brillance doit se trouver à l’intérieur de la plage de tolérance lorsque la valeur de couleur/de brillance apprise doit entrer en ligne de compte en tant que candidat éventuel.

REPRÉSENTATION GRAPHIQUE dans le MODE D’ÉVALUATION x, y, INT GN ou s, i, M GN :
Les valeurs x, y, INT ou s, i, M sont ici affichées dans trois vues. L'affichage de la
valeur GN se fait sous la forme d'une représentation de colonnes
Valeurs de couleur/de brillance sauvegardées en mémoire

 


Valeurs de couleur/de brillance sauvegardées en mémoire
 
 
Dans le mode de sélection BEST HIT : Valeur de la valeur de couleur 5
Dans le mode de sélection MINIMAL-DISTANCE : Valeur de la brillance de couleur 5
Dans le mode de sélection FIRST HIT : Valeur de brillance de couleur 1

REPRÉSENTATION GRAPHIQUE dans le MODE D’ÉVALUATION x, y, INT GN ou s, i, M GN :
Les valeurs x, y, INT ou s, i, M sont ici affichées dans 6 vues.

Valeurs de couleur/de brillance sauvegardées en mémoire:
 



Valeurs de couleur/de brillance sauvegardées en mémoire:



Dans le mode de sélection BEST HIT : Valeur de la valeur de couleur 3
Dans le mode de sélection MINIMAL-DISTANCE : Valeur de la brillance de couleur 3
Dans le mode de sélection FIRST HIT : Valeur de la brillance de couleur Ø

Interface utilisateur Windows ® SI-COLO-GD-SCOPE:



Contrôle de la brillance de couleur avec le SPECTRO-3-50-FCL-30°/30°
Le type de capteur de brillance de couleur dispose de deux unités d’éclairage pouvant fonctionner en alternance au moyen du signal d’entrée numérique IN0. Le capteur est essentiellement utilisé là où il y a des petites différences de couleur et de brillance d’objets, qui doivent être différents. Comme, par exemple, des imitations de cuir, du cuir ou des composants plastiques dans le secteur automobile ou dans l’industrie du meuble pour faire la distinction entre des films en plastique et des laminés.

 
Interface utilisateur Windows ® SPECTRO-3-SCOPE:
 





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