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Dokumentenidentifikation DE102006015269A1 25.10.2007
Titel Spektrometrisches Messsystem und Verfahren zur Kompensation von Falschlicht
Anmelder Carl Zeiss MicroImaging GmbH, 07745 Jena, DE
Erfinder Kerstan, Felix, Dr., 07747 Jena, DE;
Correns, Nico, 99425 Weimar, DE;
Margraf, Jörg, 07422 Rottenbach, DE
DE-Anmeldedatum 01.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006015269
Offenlegungstag 25.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.10.2007
IPC-Hauptklasse G01J 3/02(2006.01)A, F, I, 20060401, B, H, DE
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messsystem und ein Verfahren zur Bestimmung spektrometrischer Messergebnisse mit hoher Genauigkeit.
Das erfindungsgemäße spektrometrische Messsystem mit Kompensation von Falschlicht besteht aus mindestens einer Strahlungsquelle, mindestens einem Eintrittsspalt, einem Dispersionselement und einem Detektor, mit linear oder matrixförmig in einer oder mehreren Ebenen angeordneten Detektorelementen. Der Detektor weist dabei auf seinen Detektorelementen eine regelmäßige Verteilung mindestens zweier unterschiedlicher, wellenlängenselektiver Filter aus.
Obwohl hierbei Detektoren aus Foto- und Videoanwendungen Verwendung finden, ist die Anordnung der Erfindung nicht auf den sichtbaren Spektralbereich begrenzt. Falls erforderlich, können im letzten Schritt der Fertigung der Farbkamera die Farbfilter auf den Pixeln zum Teil weggelassen oder modifiziert werden.
Es ist aber auch möglich, andere Typen von Detektoren zu verwenden, bei denen die wellenlängenselektiven Filter und die zugeordneten Detektoren in mehreren Ebenen hintereinander angeordnet sind, bei denen jedem einzelnen Bildpunkt die vollen Farbinformationen zur Verfügung stehen.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messsystem und ein Verfahren zur Bestimmung spektrometrischer Messergebnisse mit hoher Genauigkeit.

Nach dem bekannten Stand der Technik werden zur Detektion des Lichtes am Ausgang von mehrkanaligen Spektrometern üblicherweise Detektoren verwendet, die im gesamten vom Spektrometer erfassten Spektralbereich empfindlich sind. Die mehrkanaligen Detektoren bestehen aus mehreren zeilen- oder matrixförmig angeordneten Detektorelementen, die auch als Pixel bezeichnet werden können.

Jedem der Pixel ist dabei ein bestimmter Teilbereich des gesamten Spektralbereiches zugeordnet, deren Lichtleistung gemessen werden soll. Da die Auftrennung des Lichtes in seine Spektralanteile nie vollständig erfolgt, wird durch solch einen breitbandigen Detektor immer ein gewisser Anteil Licht aus einem anderen, nicht zum Pixel zugeordneten Spektralbereich, in Form von sogenanntem Falschlicht erfasst. Dies führt zu ungenauen Messergebnissen.

Bei Gitterspektrometern kann auch Licht aus anderen Beugungsordnungen als Falschlicht erfasst werden. Zur Minimierung des Anteils von Falschlichts bzw. des gegenseitigen Übersprechens von Spektralkanälen sind verschiedene Maßnahmen bekannt:

So wird in der US 6,181,418 B1 ein konzentrisches Spektrometer beschrieben, welches zur Verminderung von Streulicht über eine spezielle, als „Lichtfalle" bezeichnete Fläche verfügt. Diese „Lichtfalle" ist dabei in das Design der abbildenden Optik integriert und als abgeschrägte Fläche ausgebildet. Die „Lichtfalle" ist eine speziell entworfene Fläche, um das vom Eintrittsspalt erzeugte Streulicht zu beseitigen oder abzuschwächen. Sie soll verhindern, dass Streulicht einschließlich Licht verschiedener Beugungsordnungen nicht auf den Detektor abgebildet wird. Die „Lichtfalle" ist dabei eine abgeschrägte Fläche, mit nichtspiegelnden, absorbierenden bzw. zerstreuenden Eigenschaften. Um einen möglichst großen Anteil von Streulicht zu beseitigen, ist die abgeschrägte Fläche der abbildenden Optik aufgebauht und zusätzlich mit einem optisch absorbierenden Material beschichtet. Zusätzlich zu dieser abgeschrägten Fläche ist die Innenfläche des Gehäuses des konzentrischen Spektrometers entsprechend ausgebildet, wobei für die Auswahl des Materials deren mechanische Eigenschaften, wie Elastizität, Festigkeit und Wärmebeständigkeit ausschlaggebend sind.

In der US 6,700,664 B1 wird eine Vorrichtung beschrieben, mit der Lichtstrahlen durch linear variable Filter (LVF) selektiv aufgespalten und auf eine Photodetektorreihe geleitet werde, um die spektralen Eigenschaften des übertragenen Lichtes bestimmen zu können. Linear variable Filter (LVF) werden durch optische Dünnfilmschichten auf einem Substrat gebildet, wobei die Stärke der einzelnen Schichten schwanken können. Das LVF kann entweder als Verlaufs-Bandpassfilter oder „high/low-cut"-Filter entworfen werden. Die Breite der selektiv aufgespaltenen Lichtstrahlen kann dabei an den Detektor angepasst werden, so dass diese ungefähr der Pixelbreite entsprechen. Nachteilig wirkt sich bei dieser Lösung aus, dass das LVF nicht auf die Oberfläche der Detektorreihe aufgebracht werden kann, da dies wegen der empfindlichen Oberfläche und das Verdrahten der Detektorreihe schwer zu realisieren ist. Die unterschiedlichen LVF-Element werden deshalb auf eine Trägerscheibe gesetzt, die in einem Abstand von einigen Millimetern von der Detektorreihe angeordnet wird. Um dabei den Einfluss von Störlicht zu reduzieren werden Mikroobjektive eingesetzt, die die optischen Lichtstrahlen auf die Pixel der Detektorreihe fokussieren. Zum einen wird die Vorrichtung dadurch in ihrem Aufbau komplizierter und teurer – zum anderen können die Mikroobjektive wiederum zusätzliche Lichtstreuung verursachen.

Im Gegensatz dazu sind bei dem „Monolithic Miniature – Spectrometer" der Carl Zeiss Jena GmbH (mit der Typenbezeichnung MMS) Ordnungsfilter unmittelbar auf den Detektorelementen angeordnet.

Bei allen genannten Lösungen besteht das Problem darin, dass immer nur eine Minimierung des Falschlichts und keine unabhängige Erfassung und/oder Kompensation möglich ist. Weitere Nachteile der oben genannten Lösungen sind ein erhöhter Hardwareaufwand, durch zusätzliche Bauteile im Spektrometer oder zusätzliche optische Schichten auf dem Detektor.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein spektrometrisches Messsystem und ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die Messergebnisse hinsichtlich Falschlicht kompensiert werden können, ohne dass dafür ein erhöhter gerätetechnischer Aufwand erforderlich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Detektion des Lichtes am Spetrometerausgang ein Detektor mit linear oder matrixförmig angeordneten Pixeln und einer regelmäßigen Verteilung unterschiedlicher wellenlängenselektiver Filter (Farbfilter) auf den Pixeln verwendet wird.

Der Detektor kann eine aus Foto- und Videoanwendungen bekannte Farbkamera sein, die wegen der sehr hohen Stückzahlen, in denen sie gefertigt werden, sehr preiswert sind, u. U. preiswerter als entsprechende Schwarz-Weiß-Kameras, die nur noch für Spezialanwendungen gefertigt werden.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf den sichtbaren Spektralbereich begrenzt. Falls erforderlich können im letzten Schritt der Fertigung der Farbkamera die Farbfilter auf den Pixeln zum Teil weggelassen oder modifiziert werden, um sie für den erforderlichen Spektralbereich zu optimieren.

Es ist aber auch möglich andere Typen von Detektoren zu verwenden, bei denen die wellenlängenselektiven Filter und die zugeordneten Detektoren in mehreren Ebenen hintereinander angeordnet sind, wie beispielsweise bei dem sogenannten X3-Bildwandler der amerikanischen Firma Foveon, Inc.. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bildwandlern steht hierbei jedem einzelnen Bildpunkt die vollen Farbinformationen zur Verfügung stehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dazu zeigen

1: einen Farbkamera-Sensor mit einer regelmäßigen Verteilung vier unterschiedlicher wellenlängenselektiver Filter,

2: eine spektrometrische Anordnung mit drei parallel zu den Gitterstrichen ausgerichteten Eintrittspalten,

3: eine spektrometrische Anordnung mit drei parallel zu den Gitterstrichen, jedoch zueinander versetzt ausgerichteten Eintrittspalten und

4: eine Darstellung der relativen Empfindlichkeit der Farbfilter k als Funktion der dem Pixel i zugeordneten (Nutz-) Wellenlänge &lgr;i.

Das erfindungsgemäße spektrometrische Messsystem mit Kompensation von Falschlicht besteht aus mindestens einer Strahlungsquelle, mindestens einem Eintrittsspalt, einem Dispersionselement und einem Detektor, mit linear oder matrixförmig, in einer oder mehreren Ebenen angeordneten Detektorelementen. Der Detektor weist dabei auf seinen Detektorelementen eine regelmäßige Verteilung, mindestens zweier unterschiedlicher, wellenlängenselektiver Filter auf. Als Detektor können insbesondere aus Foto- und Videoanwendungen bekannte Farbkamera-Sensoren verwendet werden.

1 zeigt dazu einen Farbkamera-Sensor mit einer regelmäßigen Verteilung von vier unterschiedlichen wellenlängenselektiven Filtern, die in einem quadratischen Schema angeordnet sind. Dabei verwendet der Detektor beispielsweise die Farben: Zyan (Cy), Gelb (Ye), Grün (Gn) und Magenta (Mg). Dem Detektor ist zur Ermittlung, Auswertung oder Speicherung der Signalwerte der verschiedenfarbigen Detektorelemente eine (nicht dargestellte) Steuereinheit nachgeordnet.

Als Dispersionselement ist hierbei, in bekannter Weise ein Beugungsgitter oder ein Dispersionsprisma vorgesehen, wobei der oder die Eintrittspalte parallel zu den Gitterstrichen bzw. zur Dachkante des Dispersionsprismas ausgerichtet sind, damit die auf den Detektor abgebildeten Teilspektren die gleiche Wellenlängenzuordnung besitzen (siehe 2).

In einer anderen Ausgestaltungsvariante sind der oder die Eintrittspalte gegenüber einer Parallelen zu den Gitterstrichen bzw. zur Dachkante des Dispersionsprismas versetzt ausgerichtet, damit die auf den Detektor abgebildeten Teilspektren jedes Eintrittsspaltes unterschiedliche Teilbereiche eines gesamten Spektralbereiches erfassen können (siehe 3).

Die dem Detektor nachgeordnete Steuereinheit ist in der Lage, spektrale Intensitätswerte Ii der mit gleichen Farbfiltern quer zur Dispersionsrichtung vorhandenen Detektorelemente als gewichtete Summen wahlweise mit oder ohne Kompensation des Übersprechens zu bestimmen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kompensation von Falschlicht in einem spektrometrischen Messsystem wird das Licht aus mindestens einer Strahlungsquelle über mindestens einem Eintrittsspalt und ein Dispersionselement auf einen Detektor, mit linear oder matrixförmig in einer oder mehreren Ebenen angeordneten Detektorelementen abgebildet, wobei ein Detektor verwendet wird, der eine regelmäßige Verteilung unterschiedlicher wellenlängenselektiver Filter auf den Detektorelementen aufweist.

Als Dispersionselement wird vorzugsweise ein Beugungsgitter oder ein Dispersionsprisma verwendet. Der Detektor verfügt über eine regelmäßig verteilte Anordnung mindestens zweier, wellenlängenselektiver Filter und entspricht beispielsweise den aus Foto- und Videoanwendungen bekannten Farbkamera-Sensor. Die 2 und 3 zeigen jeweils eine Variante einer Spektrometeranordnung mit abbildendem Gitter.

Eine dem Detektor nachgeordnete Steuereinheit übernimmt die Ermittlung, Auswertung oder Speicherung der Signalwerte der verschiedenfarbigen Detektorelemente.

In einer ersten Ausgestaltungsvariante wird der oder die Eintrittspalte parallel zu den Gitterstrichen bzw. zur Dachkante des Dispersionsprismas ausgerichtet.

Hierzu zeigt 2 eine spektrometrische Anordnung, bei der drei Eintrittspalte parallel zur Gitterstruktur des Dispersionselementes ausgerichtet sind, so dass das von den drei Eintrittsspalten 1, 1' und 1'' kommende Licht 2 über das Beugungsgitter 3 in Form von drei Teilspektren 4, 4' und 4'' auf den Detektor 5 abgebildet wird. Jedes der Teilspektren 4, 4' und 4'' besitzt die gleiche Wellenlängenskala. Bei Verwendung unterschiedlicher Strahlungsquellen für die Eintrittsspalte 1, 1' und 1'' werden die Teilspektren den einzelnen Strahlungsquellen zugeordnet. Bei gleicher Strahlungsquelle können die Teilspektren zur Rauschminderung aufaddiert werden.

In einer zweiten Ausgestaltungsvariante sind die Eintrittspalte gegenüber einer Parallelen zu den Gitterstrichen bzw. zur Dachkante des Dispersionsprismas versetzt ausgerichtet.

Hierzu zeigt 3 eine spektrometrische Anordnung mit drei parallel zu den Gitterstrichen, zueinander versetzt ausgerichteten Eintrittspalten, so dass das von den drei Eintrittsspalten 1, 1' und 1'' kommende Licht 2 über das Dispersionselement 3 in Form von drei Teilspektren mit unterschiedlichen Teilbereichen 4, 4' und 4'' eines gesamten Wellenlängenbereiches auf den Detektor 5 abgebildet wird. Von der (nicht dargestellten) Steuereinheit werden die auf den Detektor 5 abgebildeten Teilspektren 4, 4' und 4'' getrennt erfasst und zu einem den gesamten Wellenlängenbereich umfassenden Spektrum zusammengefasst.

Zusätzlich zum Beugungsgitter kann ein in seiner Dispersionsrichtung senkrecht zum Beugungsgitter stehendes Prisma verwendet werden. Da das Beugungsgitter so dimensioniert ist, dass mehrere Beugungsordnungen des abzubildenden Spektralbereiches den Detektor treffen, dient das zusätzliche Prisma, gemäß der in der DE 1 909 841 C2 beschriebenen Lösung dazu, die Beugungsordnungen zu trennen.

Zur Signalverarbeitung werden von der Steuereinheit die Nettosignalwerte Si,k jedes Detektorelementes als Differenz von Hell- und Dunkelsignal ermittelt und die Summe der spektralen Intensitätswerte Ii für Detektorelemente mit gleichem Farbfilter quer zur Dispersionsrichtung bestimmt. Die Bestimmung der Nettosignalwerte Si,j erfolgt unter sonst gleichen Bedingungen für jedes Pixel des Detektors, wobei i die Spaltennummer und j die Zeilennummer charakterisiert. Durch die Bestimmung der Nettosignalwerte Si,k werden sowohl der Dunkelstrom als auch das elektronische Nullsignal eliminiert.

Da die einzelnen, abgebildeten Spektren in Dispersionsrichtung (waagerecht, Index i) unterschiedliche Farbfilter (k = Farbfilternummer) besitzen, werden zunächst die Nettosignalwerte Si,j mit gleichem Schwerpunkt in Dispersionsrichtung und gleichem Farbfilter (Farbfilternummer k) quer zur Dispersionsrichtung summiert. Dann erfolgt eine gewichtete Summation derart, dass gleichem Wellenlängenindex und gleichem Farbindex gleich gewichtete Signale zugeordnet werden.

Für einen Detektor gemäß 1, mit einer regelmäßigen Verteilung vier unterschiedlicher wellenlängenselektiver Filter (Zyan-Cy, Gelb-Ye, Grün-Gn und Magenta-Mg), die in einem quadratischen Schema angeordnet sind, erfolgt die Bestimmung der dieser gewichteten Nettosignalwerte Si,k wie folgt:

Beispielhaft sind hierbei die Formeln für die Summation von insgesamt 4 Zeilen dargestellt. Für Detektoren mit einer größeren Anzahl von Spalten und Zeilen sind die Formeln entsprechend zu ergänzen. Durch diesen Verfahrensschritt verdoppelt sich die Anzahl der Nettosignalwerte Si,k je Farbe in Dispersionsrichtung.

Bei der Detektorvariante mit wellenlängenselektiven Pixeln in je einer Ebene (Index k) werden nur die Nettosignalwerte jeder Spalte aufsummiert.

Anschließend werden von der Steuereinheit die spektralen Intensitätswerte Ii der mit gleichem Farbfilter quer zur Dispersionsrichtung vorhandenen Detektorelemente als gewichtete Summe

bestimmt, wobei
  • Ii dem spektralen Intensitätswert in der Spalte i,
  • Gi,k dem Gewichtsfaktor des Farbfilters k in der Spalte i,
  • Si,k dem Nettosignalwert des Farbfilters k in der Spalte i,
  • k der Nummer des Farbfilters und
  • n der Anzahl der Farbfilter entspricht.

In einer weiteren Ausgestaltung werden von der Steuereinheit die spektralen Intensitätswerte Ii der mit gleichem Farbfilter quer zur Dispersionsrichtung vorhandenen Detektorelemente als gewichtete Summe ohne Kompensation des Übersprechens bestimmt, indem folgende Gewichtsfaktoren

berücksichtigt werden, wobei
  • Rk(&lgr;i) der relativen spektralen Empfindlichkeit des Farbfilters k,
  • &lgr;i der Nutzwellenlänge,
  • i der Spaltennummer des Detektors,
  • k der Nummer des Farbfilters und
  • n der Anzahl der Farbfilter entspricht.

Dazu zeigt 4 eine Darstellung der relativen Empfindlichkeit der Farbfilter k als Funktion der dem Pixel i zugeordneten (Nutz)- Wellenlänge &lgr;i.

Das Signal mit der geringsten Empfindlichkeit bei der Nutzwellenlänge &lgr;i eignet sich zur Kompensation des Übersprechens. Der entsprechende Gewichtsfaktor muss dann negativ werden. Die Höhe des negativen Kompensationswertes muss anhand verschiedener streulichtempfindlicher Proben für das gegebene Spektrometer und den Anwendungsfall optimiert werden.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung zur Kompensation von Falschlicht in einem spektrometrischen Messsystem zur Verfügung gestellt, mit der je nach Anwendung ohne Änderung des gerätetechnischen Aufbaus, nur durch Änderung der Gewichtsfaktoren G das Spektrometer auf maximales Signal-Rausch-Verhältnis oder minimales gegenseitiges Übersprechen optimiert werden.

Durch die Verwendung mehrerer Eintrittspalte können entweder die Spektren mehrerer Lichtquellen oder mehrere Teilabschnitte des Spektrums einer Lichtquelle auf den Detektor abgebildet werden. In beiden Fällen erzeugt jeder Eintrittsspalt eine Spektrenspur auf dem Detektor. Die Berechnung der spektralen Intensitätswerte erfolgt wie beschrieben, für jede Spur getrennt. Die Summation in Spaltenrichtung ist dann auf den Bereich jeder Spur begrenzt. Die Summationsgrenzen können bei nicht perfekter Ausrichtung der Gitterlinien zum Detektor oder bei wellenlängenabhängigem Stigmatismus in Abhängigkeit von der Spaltennummer i angepasst werden. Damit wird das Ergebnis unempfindlicher gegen Fertigungstoleranzen und Abbildungsfehler.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der aus Foto- und Videoanwendungen bekannten Farbkamera-Detektoren, die wegen der sehr hohen Stückzahlen, in denen sie gefertigt werden, sehr preiswert sind, und unter Umständen preiswerter als Detektoren entsprechender Schwarz-Weiß-Kameras, die nur noch für Spezialanwendungen gefertigt werden.


Anspruch[de]
Spektrometrisches Messsystem zur Kompensation von Falschlicht, bestehend aus mindestens einer Strahlungsquelle, mindestens einem Eintrittsspalt, einem Dispersionselement und einem Detektor, mit linear oder matrixförmig angeordneten Detektorelementen, wobei der Detektor eine regelmäßige Verteilung unterschiedlicher wellenlängenselektiver Filter auf dessen Detektorelementen aufweist. Spektrometrisches Messsystem nach Anspruch 1, bei dem der Detektor über eine regelmäßig verteilte Anordnung mindestens zweier wellenlängenselektiver Filter verfügt. Spektrometrisches Messsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem als Detektor ein aus Foto- und Videoanwendungen bekannter Farbkamera-Sensor verwendet wird. Spektrometrisches Messsystem nach Anspruch 3, bei dem das Dispersionselement ein abbildendes holographisches Gitter oder ein Dispersionsprismaist. Spektrometrisches Messsystem nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem sowohl ein abbildendes holographisches Gitter als auch ein Dispersionsprisma verwendet wird. Spektrometrisches Messsystem nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem dem Detektor eine Steuereinheit zur Ermittlung, Auswertung oder Speicherung der Signalwerte der verschiedenfarbigen Detektorelemente nachgeordnet ist. Spektrometrisches Messsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der oder die Eintrittspalte senkrecht zur Gitterstruktur oder Dachkante des Dispersionselementes, gegeneinander versetzt, orientiert sind, damit die auf den Detektor abgebildeten Teilspektren von der Steuereinheit zu einem Spektrum zusammengefasst werden können. Spektrometrisches Messsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der oder die Eintrittspalte parallel zur Gitterstruktur oder Dachkante des Dispersionselementes orientiert sind, damit die auf den Detektor abgebildeten Teilspektren jedes Eintrittsspaltes von der Steuereinheit getrennt erfasst und bei Verwendung unterschiedlicher Strahlungsquellen für die Eintrittsspalte den einzelnen Strahlungsquellen zugeordnet werden können. Spektrometrisches Messsystem nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem die Steuereinheit in der Lage ist, spektrale Intensitätswerte Ii der mit gleichen Farbfiltern quer zur Dispersionsrichtung vorhandenen Detektorelemente als gewichtete Summen wahlweise mit oder ohne Kompensation des Übersprechens zu bestimmen. Verfahren zur Kompensation von Falschlicht in einem spektrometrischen Messsystem, bei dem das Licht aus mindestens einer Strahlungsquelle über mindestens einem Eintrittsspalt und ein Dispersionselement auf einen Detektor, mit linear oder matrixförmig angeordneten Detektorelementen, abgebildet wird, wobei ein Detektor verwendet wird, der eine regelmäßige Verteilung unterschiedlicher wellenlängenselektiver Filter auf den Detektorelementen aufweist. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem ein Detektor verwendet wird, der eine regelmäßig verteilte Anordnung mindestens zweier, wellenlängenselektiver Filter aufweist. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 und 11, bei dem ein Detektor ein aus Foto- und Videoanwendungen bekannter Farbkamera-Sensor verwendet wird. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem als Dispersionselement ein abbildendes holographisches Gitter oder ein Dispersionsprisma verwendet wird. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem sowohl ein abbildendes holographisches Gitter als auch ein Dispersionsprisma verwendet wird. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem von einer, dem Detektor nachgeordneten Steuereinheit die Ermittlung, Auswertung oder Speicherung der Signalwerte der verschiedenfarbigen Detektorelemente realisiert wird. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 15, bei dem der oder die Eintrittspalte senkrecht zur Gitterstruktur oder Dachkante des Dispersionselementes, gegeneinander versetzt, ausgerichtet und die auf den Detektor abgebildeten Teilspektren von der Steuereinheit zu einem Spektrum zusammengefasst werden. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 16, bei dem der oder die Eintrittspalte parallel zur Gitterstruktur oder Dachkante des Dispersionselementes ausgerichtet und die auf den Detektor abgebildeten Spektren jedes Eintrittsspaltes von der Steuereinheit getrennt erfasst und bei Verwendung unterschiedlicher Strahlungsquellen für die Eintrittsspalte den einzelnen Strahlungsquellen zugeordnet werden. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 17, bei dem von der Steuereinheit der Nettosignalwert Si,k jedes Detektorelementes als Differenz von Hell- und Dunkelsignal ermittelt und die Summe der spektralen Intensitätswerte Ii für Detektorelemente mit gleichem Farbfilter quer zur Dispersionsrichtung bestimmt wird. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 18, bei dem von der Steuereinheit die spektralen Intensitätswerte Ii der mit gleichem Farbfilter quer zur Dispersionsrichtung vorhandenen Detektorelemente als gewichtete Summe
bestimmt wird, wobei

Ii dem spektralen Intensitätswert in der Spalte i,

Gi,k dem Gewichtsfaktor des Farbfilters k in der Spalte i,

Si,k dem Nettosignalwert des Farbfilters k in der Spalte i,

i der Spaltennummer des Detektors,

k der Nummer des Farbfilters und

n der Anzahl der Farbfilter entspricht.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 19, bei dem von der Steuereinheit die spektralen Intensitätswerte Ii der mit gleichem Farbfilter quer zur Dispersionsrichtung vorhandenen Detektorelemente als gewichtete Summe ohne Kompensation des Übersprechens, durch Berücksichtigung der Gewichtsfaktoren
bestimmt wird, wobei

Rk(&lgr;i) der relative spektrale Empfindlichkeit des Farbfilters k,

&lgr;i der Nutzwellenlänge,

i der Spaltennummer des Detektors,

k der Nummer des Farbfilters und

n der Anzahl der Farbfilter entspricht.






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