DE10116996A1

DE10116996A1 - Optical grid sensor forming ophthalmic diagnostic instrument, has light scattering disc located immediately behind objective lens

Info

Publication number: DE10116996A1
Application number: DE10116996A
Authority: DE
Inventors: Norbert Lauinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Corrsys 3 D Sensors Ag 35578 Wetzlar De
Priority date: 2000-05-08
Filing date: 2001-04-05
Publication date: 2001-11-15
Also published as: DE50106953D1

Abstract

The sensor has an objective (1) projecting images from an eye (2) under examination on to an array of photoelectric sensors corresponding to a concentric trichromatic refraction arrangement (R,Y,B), in front of which is a diffractive hexagonal 3-D optical grid modulator (4). Behind and close to the objective is located a light scattering disc (9).

Description

Die Erfindung betrifft einen gitteroptischen Sensor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a grating optical sensor with the features the preamble of claim 1.

Ein solcher Sensor ist aus WO 97/22 849 bekannt. Er ist zur genauen Bestimmung von räumlichen und/oder zeitlichen Abständen in fokussierten Bildfolgen eines Linsen-Pupillen-Systems und/oder von räumlichen und/oder zeitlichen Objektparametern in Echtzeit, wie z. B. der Geschwindigkeit oder Tiefe, vorgesehen. Auf der Grundlage eines 3D-Gitters wurden auch schon Modellrechnungen zur invertierten Retina des menschlichen Auges durchgeführt und mit aus dem menschlichen Sehen bekannten subjektiven Phänomenen in Beziehung gesetzt. In der bevorzugten Form hat das 3D-Gitter eine hexagonale Struktur. Andere Strukturen mit zentrosymmetrischen Beugungsbildern sind jedoch ebenso möglich.Such a sensor is known from WO 97/22 849. It is accurate Determination of spatial and / or time intervals in focused image sequences of a lens-pupil system and / or of spatial and / or temporal object parameters in real time, such as B. speed or depth. Based on a 3D grids have also been used for inverted model calculations Retina of the human eye and carried out from the human seeing related subjective phenomena in relation set. In the preferred form, the 3D grid is hexagonal Structure. Other structures with centrosymmetric diffraction patterns are also possible.

Seit den Untersuchungen von O. Lummer und der industriellen Entwicklung von tageslichtähnlichen Beleuchtungskörpern liegt die Erfahrung vor, daß zwischen Sonnenlicht und menschlichem Sehen eine bisher unerklärte Resonanz besteht. Hieraus resultierten alle bisherigen Empfehlungen, das Spektrum der künstlichen Lichtquellen dem Sonnenlichtspektrum anzunähern. Insbesondere treten bei der Farbwahrnehmung im photopischen Tagessehen beim Wechsel von Beleuchtungen mit unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung der Strahlung Verschiebungen der Farbwerte auf, die adaptiv im menschlichen Sehen nach kürzerer oder z. T. längerer Zeit durch näherungsweise Farbkonstanz-Leistungen des Auges ausgeglichen werden. Als unvollständiges Erklärungsmodell hierfür dient derzeit das v. Kries-Modell, das die Adaptivität den Sehpigmenten der Retina zuspricht. Daneben bestehen noch unvollständigere kortikale Erklärungsmodelle anderer Autoren.Since the investigations of O. Lummer and the industrial The development of daylight-like lighting fixtures lies ahead Experience that between sunlight and human vision there has been an unexplained response. All of them resulted from this previous recommendations, the spectrum of artificial light sources to approximate the spectrum of sunlight. In particular occur in the Color perception in photopic day vision when changing from Illuminations with different spectral composition of the Radiation shifts in color values that are adaptive in the human vision after shorter or z. T. longer time approximately constant color performance of the eye balanced will. The currently serves as an incomplete explanatory model for this v. Kries model that shows the adaptivity of the visual pigments of the retina awards. There are also incomplete corticals Explanatory models by other authors.

Andererseits ist vielfach dokumentiert worden, daß der photopische Sehprozeß nicht allein durch die spektralen Hellempfindlichkeiten der einzelnen Zapfen charakterisiert werden kann. Die sehr viel komplexere Arbeitsweise des Sehsinns erfordert zur Beurteilung vieler Sehaufgaben die Kenntnis der Leuchtdichteverteilung im gesamten Sehfeld. Das menschliche Sehen basiert nicht auf dem Reiz- Reaktionsverhalten einzelner Pixel. Es verrechnet die relativen Werte über das gesamte Gesichtsfeld. Neben chromatischen Adaptationseffekten beeinflußt Streuung von Licht an Augenmedien die Ausdehnung der den Farbenraum zentrierenden achromatischen Achse (Schwarz-Grau-Weiß-Achse). Es ist deshalb illusorisch zu glauben, daß Spektralphotometer, selbst wenn sie auf die Erfassung überlappender RGB-Werte ausgelegt sind, die idealen Instrumente der zukünftigen Farbmetrik und Farbbestimmungen darstellen werden. Ebenso unvollständig ist eine Farbmeßtechnik, die darauf verzichtet, jeweils die Trias Helligkeit/Farbton/Sättigung gleichzeitig und unter Bezug auf ein Ganzfeld zu bestimmen.On the other hand, it has been documented many times that the photopic Visual process not only by the spectral sensitivities of the individual cones can be characterized. The much more complex Working the sense of sight requires many to assess Visual tasks the knowledge of the luminance distribution in the whole Field of view. Human vision is not based on the stimulus Responsiveness of individual pixels. It calculates the relative values over the entire field of vision. In addition to chromatic Adaptation effects affect the scattering of light on the eye media Extension of the achromatic axis centering the color space (Black-gray-white axis). It is therefore illusory to believe that Spectrophotometer, even if overlapping on the acquisition RGB values are designed to be the ideal instruments of the future Colorimetry and color determinations will represent. As well incomplete is a color measurement technique that does without it, each Triassic brightness / hue / saturation simultaneously and with reference to to determine a whole field.

Der Bedarf wächst daher, in Zukunft über Farbsensoren zu verfügen, die Farbwerte unter Bezug auf die spektralen Empfindlichkeitskurven des menschlichen Sehens messen können und unter Adaptation an künstliche Beleuchtungen eine dem menschlichen Sehen entsprechende näherungsweise Farbkonstanz gewährleisten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Sensor zu schaffen.The need is growing to have color sensors in the future, the color values with reference to the spectral sensitivity curves of human vision and adapt artificial lighting for human vision ensure appropriate approximate color consistency. The The invention has for its object to such a sensor create.

Diese Aufgabe wird bei einem gitteroptischen Sensor der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Vorrichtungsanspruchs 1 und des Verfahrensanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der zugehörigen Unteransprüche.This task is the beginning of a grating optical sensor mentioned type by the characteristic features of the Device claim 1 and the method claim 15 solved. Advantageous further developments result from the features of associated subclaims.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch Einlagerung eines diffraktiven Mehrschichten- (3D-) Gitters in die Bildebene eines abbildenden Linsen-Pupillen-Systems im Nahfeld hinter dem Gitter (Fresnel-/Talbot-Raum; Fourierraum bzw. reziprokes Gitter) drei chromatische Beugungsordnungen (RGB-Tripel) mit jeweils sechs diskreten Interferenzmaxima auf zueinander konzentrischen Kreisen verfügbar werden, wie sie bei hexagonaler Gitterstruktur durch die aus der Kristalloptik bekannte v. Laue-Gleichung beschrieben werden.The invention is based on the knowledge that through storage of a diffractive multilayer (3D) grating in the image plane of a imaging lens-pupil system in the near field behind the grating (Fresnel / Talbot space; Fourier space or reciprocal lattice) three chromatic diffraction orders (RGB triple) with six each discrete interference maxima on circles concentric to each other become available, as they are characterized by the hexagonal lattice structure known from crystal optics v. Laue equation can be described.

Die v. Laue-Gleichung für diffraktive Raumgitter verlangt für das Zustandekommen konstruktiver Interferenzmaxima die gleichzeitige Erfüllung der drei Phasenbedingungen in der Gleichung |1|
The V. Laue's equation for diffractive space grids requires constructive interference maxima to simultaneously meet the three phase conditions in equation | 1 |

(cosα-cosα°) = h1λ/gx |1| (cosß-cosß°) = h2λ/gy
(cosγ-cosγ°) = h3λ/gz
(cosα-cosα °) = h1λ / gx | 1 | (cosß-cosß °) = h2λ / gy
(cosγ-cosγ °) = h3λ / gz

(h1h2h3 = Tripel ganzzahliger Beugungsordnungen; α°, β°, γ° = Aperturwinkel der in das 3D-Gitter einfallenden Lichtkegel zu x, y, z; α, β, γ = Winkel der Beugungsordnungen zu x, y, z; λ = Wellenlänge; gx, gy, gz = Gitterkonstante in x-, y-, z-Achsenrichtung). Legt man eine hexagonale Packung der lichtbeugenden Elemente und Gitterkonstantenmaße in µm von gx = 2λ111, gy = 4λ111/√3, gz = 4λ111 zugrunde, so stellt λ111 in Gleichung |2| die mit maximaler Transmission in die 111- Beugungsordnung gebeugte Wellenlänge dar.
(h1h2h3 = triple of integer diffraction orders; α °, β °, γ ° = aperture angle of the light cone incident on the 3D grating at x, y, z; α, β, γ = angle of the diffraction orders at x, y, z; λ = Wavelength; gx, gy, gz = grating constant in the x, y, z axis direction). Assuming a hexagonal packing of the light diffractive elements and lattice constant dimensions in µm of gx = 2λ111, gy = 4λ111 / √3, gz = 4λ111, λ111 in equation | 2 | represents the wavelength diffracted with maximum transmission in the 111 diffraction order.

Bei senkrechtem Lichteinfall (α° = β° = 90°, γ = 0°) resultiert im sichtbaren Spektralbereich (380-780 nm) ein Tripel chromatischer Beugungsordnungen
λ111 (längste Wellenlänge) ROT
λ123 (mittlere Wellenlänge) GRÜN
λ122 (kürzere Wellenlänge) BLAUWith perpendicular incidence of light (α ° = β ° = 90 °, γ = 0 °), a triple of chromatic diffraction orders results in the visible spectral range (380-780 nm)
λ111 (longest wavelength) RED
λ123 (medium wavelength) GREEN
λ122 (shorter wavelength) BLUE

Die spektralen Transmissionskurven, die zu je einer dieser λmax zentriert sind, besitzen Gauß'sche Form und werden in ihrer Halbwerts- Breite durch die Anzahl der im 3D-Gitter vorhandenen Flächengitter in z-Richtung bestimmt. Beim Einfall von weißem Licht, d. h. in allen spektralen Komponenten energiegleichem Licht in das in die Bildebene des abbildenden Systems eingelagerte Gitter ergibt sich bei Wahl von λ111 = 559 nm die Trichromatik der Beugungsordnungen bei
λ111 ROT = 559 nm
λ123 GRÜN = 537 nm
λ122 BLAU = 447 nmThe spectral transmission curves, which are centered on each of these λmax, have Gaussian form and are determined in their half width by the number of surface gratings in the 3D grating in the z direction. When white light is incident, ie in all spectral components of energy of the same energy in the grating embedded in the image plane of the imaging system, the choice of λ111 = 559 nm results in the trichromatic of the diffraction orders
λ111 RED = 559 nm
λ123 GREEN = 537 nm
λ122 BLUE = 447 nm

Es liegt damit eine trichromatische Stimmung des 3D-Gitters vor, die auf der resonatorischen Einstellung der Gitterkonstanten gx und gz auf ganzzahlige λ111 beruht und in der in den RGB-Beugungsordnungen ein trichromatisches Gleichgewicht der Helligkeitswerte (Patterson- Amplituden²-Gewichte) zustandekommt.There is therefore a trichromatic mood of the 3D grating, which is based on the resonant setting of the grating constants gx and gz to integer λ111 and in which a trichromatic equilibrium of the brightness values (Patterson amplitudes ² weights) is achieved in the RGB diffraction orders.

Bei adaptiver chromatischer Umstimmung des 3D-Gitters auf eine andere als eine weiße Beleuchtung bleibt die Relation der RGB-λmax (1 : 0,96 : 0,8 bzw. 25 : 24 : 20) stets erhalten. Die λ111 als die das Tripel determinierende Resonanzwellenlänge shiftet beim Wechsel zu einer blauen Beleuchtung zu kürzeren, beim Wechsel zu einer roten Beleuchtung zu längeren λ111-Wellenlängen. Die adaptive Shift endet mit der vollständigen Adaptation an die neue Beleuchtung, d. h. mit dem resonatorischen Auffinden eines neuen RGB-Gleichgewichts, der trichromatisch-additiven Weißnorm, die den Farbenraum neu zentriert. Der eigentliche Resonanzfaktor ist die Phasengeschwindigkeit nνλ = c (n = Brechungsindex des Mediums, ν = Frequenz des Lichts, c = Lichtgeschwindigkeit).With adaptive chromatic change of the 3D grid to one the relation of the RGB-λmax remains other than white lighting (1: 0.96: 0.8 or 25: 24: 20) always received. The λ111 as the that Triple-determining resonance wavelength shifts when changing to blue lighting to shorter, when switching to red Illumination at longer λ111 wavelengths. The adaptive shift ends with the full adaptation to the new lighting, d. H. with the resonatory finding of a new RGB equilibrium, the trichromatic-additive white standard that re-centers the color space. The actual resonance factor is the phase velocity nνλ = c (n = refractive index of the medium, ν = frequency of light, c = Speed of Light).

Die Grundlage für die Farbkonstanzleistung des 3D-gitteroptischen Sensors bei Adaptation an variable Beleuchtungen bildet die folgende neue Ausgestaltung des Sensoraufbaus.The basis for the color constancy performance of the 3D grating-optical Sensor when adapting to variable lighting forms the following new design of the sensor structure.

In die Pupillenebene (Aperturraum) der Abbildungsoptik werden eine Streuscheibe bzw. ein oder mehrere lichtstreuende Gitter eingelagert. Deren Funktion ist darin zu sehen, daß sie die an jedem Ort in der Pupille gleichermaßen vorliegende Information, nämlich die Summe der spektralen Intensitäten und Ortsfrequenzwerte, die von sämtlichen Gegenständen im Objektraum in die Pupille eingestrahlt werden und zur optischen Abbildung beitragen, diffus als inkohärenten Untergrund in die Bildebene streuen. Dadurch wird jedem lokalen Bildort die globale Information über das gesamte Gesichtsfeld (Ganzfeld) unterlegt, gegenüber der sich jeder lokale Bildpunkt absetzen muß, indem er sich von ihr differenziert, und zwar in Helligkeit, Farbton, Sättigung u. a. Damit aber bleibt jede lokale Information auf dem globalen Untergrund des Ganzfeldes relativiert.In the pupil plane (aperture space) of the imaging optics Spreading disc or one or more light-scattering grids embedded. Their function can be seen in the fact that they can be used anywhere in the world Pupil equally present information, namely the sum of the spectral intensities and spatial frequency values from all Objects in the object space are irradiated into the pupil and contribute to the optical image, diffuse as an incoherent background scatter in the image plane. This makes each local picture location the global one Information about the entire field of vision (whole field) against which every local pixel has to stand out by standing up differentiated from it, namely in brightness, hue, saturation u. a. But this means that all local information remains on the global underground of the whole field relativized.

Sämtliche Linsen, Streuscheiben oder Gitter werden so ausgelegt, daß sie ausschließlich für elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektrum (380-780 nm) transparent sind und somit diese eine Oktav der Wellenlängen bzw. Frequenzen mit eindeutigen Absorptionskanten abgrenzen. Diese Randbedingung ist deshalb von Bedeutung, weil damit spektrale Helligkeitswerte, die durch Variation der Beleuchtung zustande kommen könnten, an diesen Absorptionskanten abgeschnitten werden.All lenses, lenses or grids are designed so that they only for electromagnetic radiation in the visible Spectrum (380-780 nm) are transparent and therefore this one octave of the wavelengths or frequencies with clear absorption edges delimit. This boundary condition is important because thus spectral brightness values that result from variation of the lighting could occur at these absorption edges be cut off.

Im Nahfeld hinter dem diffraktiven 3D-Gitter werden die einem lokalen Bildpunkt zugeordneten RGB-Interferenzmaxima (3 × 6 konzentrische Maxima) derart über in ihrer spektralen Empfindlichkeit konstant auf weißes (in allen spektralen Komponenten energiegleiches) Sonnenlicht eingestellte Photoempfänger zusammengeschaltet, daß eine lokale RGB-Summe als trichromatisch-additiver Helligkeitswert mittels einer entsprechenden Auswertung gebildet werden kann. Hierdurch werden RGB-Gleich- und -Ungleichgewichte differenzierbar. RGB- Gleichgewichte entsprechen im Objektraum sichtbaren farblosen Oberflächen oder Beleuchtungen (Schwarz-Grau-Weiß-Objekten). Sind Beleuchtungen nicht sichtbar, sondern nur über farblose Gegenstände oder Oberflächen erschließbar, so werden sie in ihrer spektralen Charakteristik durch graue oder weiße Flächen, sog. Spiegel der Beleuchtungen, repräsentiert. Der Bildort mit einem RGB- Gleichgewicht, der die größte Summenhelligkeit erreicht, liefert die sog. Weiß-Norm und definiert damit die Spitze der den Farbenraum zentrierenden achromatischen Achse. Ersatzweise übernimmt der Bildort, dessen RGB-Werte sich einem Gleichgewicht am meisten nähern, diese Bereitstellung einer Weiß-Norm. Hieraus erklärt sich, daß sich die Weiß-Norm im trichromatischen Raum verlagern kann.In the near field behind the diffractive 3D grid they become local RGB interference maxima assigned to the pixel (3 × 6 concentric Maxima) so constant in their spectral sensitivity white (equal energy in all spectral components) sunlight set photo receivers interconnected that a local RGB sum as a trichromatic-additive brightness value using a corresponding evaluation can be formed. This will RGB equilibrium and imbalance differentiable. RGB Equilibria correspond to colorless ones visible in the object space Surfaces or lighting (black-gray-white objects). are Illumination not visible, but only over colorless objects or surfaces can be developed, so they become spectral Characteristic through gray or white areas, so-called mirrors of the Illuminations represented. The image location with an RGB The so-called. White norm and thus defines the top of the color space centering achromatic axis. Alternatively, the Image location whose RGB values are most balanced approach this deployment of a white norm. This explains that the white norm can shift in the trichromatic space.

Diese Auslegung eines diffraktiven 3D-gitteroptischen Sensors, der trichromatische RGB-Werte in drei Beugungsordnungen bereitstellt, gewährleistet Farbkonstanz, wenn mit dem plötzlichen oder allmählichen Wechsel der Beleuchtung im Objektraum ein resonatorischer, d. h. an die spektrale Zusammensetzung der Beleuchtungen adaptiver Mechanismus im 3D-Gitter gewährleistet wird, der einer chromatischen Stimmung des 3D-Gitters entspricht. Bei einer weißen Beleuchtung, d. h. einer dem mittleren Sonnenlicht entsprechenden energiegleichen spektralen Zusammensetzung des sichtbaren Lichts sind die drei Gitterkonstanten in xyz-Achsenrichtung auf die ROT-Wellenlänge (559 nm) gestimmt, mit stehender Wellenbildung in x- und z-Achsenrichtung, d. h. Resonanz im 3D-Gitter. Damit resultieren unter den drei Gauß'schen spektralen Hellempfindlichkeitskurven der Photorezeptoren (Zapfen im menschlichen Sehen) identische Werte, d. h. RGB-Gleichgewichte. Die Weiß-Norm wird über die RGB-Summenwerte der drei Gaußkurven bestimmt, die zu den Wellenlängen 559 nm ROT/537 nm GRÜN/447 nm BLAU zentriert sind.This design of a diffractive 3D grating optical sensor that provides trichromatic RGB values in three diffraction orders, ensures color consistency when with the sudden or gradual change of lighting in the object space resonator, d. H. to the spectral composition of the Lighting adaptive mechanism is ensured in the 3D grid which corresponds to a chromatic mood of the 3D grid. At a white lighting, d. H. one in the middle sunlight corresponding spectral composition of the same energy visible light are the three lattice constants in the xyz axis direction tuned to the RED wavelength (559 nm), with standing Wave formation in the x and z axis directions, d. H. Resonance in the 3D grid. This results in the three Gaussian spectrals Light sensitivity curves of the photoreceptors (cones in the human vision) identical values, d. H. RGB balances. The The standard becomes white via the RGB total values of the three Gaussian curves determined to the wavelengths 559 nm RED / 537 nm GREEN / 447 nm BLUE are centered.

Nach einem plötzlichen oder allmählichen Wechsel der Beleuchtung findet ein chromatisch getriggerter Umbau der Gitterkonstanten im diffraktiven 3D-Gitter statt. Bei einer Verschiebung der Beleuchtung zum längerwelligen Bereich des Spektrums hin bricht die Weiß-Norm in dem noch auf 559 nm ROT gestimmten 3D-Gitter plötzlich zusammen. Greift dann der adaptive Mechanismus der Shift der Weiß-Norm in Richtung der geänderten Beleuchtung, so erreicht das Gitter bei einer chromatischen Stimmung auf z. B. 728 nm ROT ein neues RGB- Gleichgewicht. Damit ist der trichromatisch-additive Farbenraum erneut zu einer achromatischen Achse zentriert, die Farben stimmen wieder, sie werden als stimmig erlebt.After a sudden or gradual change in lighting finds a chromatically triggered conversion of the lattice constants in the diffractive 3D grid instead. When the lighting is shifted the white standard breaks in towards the longer-wave region of the spectrum the 3D grating, still tuned to 559 nm RED, suddenly comes together. Then the adaptive mechanism of the shift of the white norm intervenes In the direction of the changed lighting, the grille reaches at one chromatic mood on z. B. 728 nm RED a new RGB Balance. So the trichromatic-additive color space is again centered on an achromatic axis, the colors are right again, they are experienced as coherent.

Wird dagegen die Beleuchtung zum kürzerwelligen Spektrum hin verschoben, so erreicht das Gitter z. B. bei einer chromatischen Stimmung auf 513 nm ROT ein neues RGB-Gleichgewicht.In contrast, the lighting becomes a shorter-wave spectrum moved, the grid reaches z. B. in a chromatic Mood at 513 nm RED a new RGB balance.

Der adaptive Prozeß, der im Ergebnis zu einer trichromatischen Neunormierung des Farbenraums in einer veränderten Weiß-Norm führt, ist durch die bereits erläuterte v. Laue-Gleichung der Kristalloptik beschreibbar. Der eigentliche Resonanzfaktor ist die Phasengeschwindigkeit im Medium. Die spektrale Triggerung der Gitterkonstantenmaße entspricht dem Temperatur- Ausdehnungskoeffizienten für die ROT-Wellenlänge im RGB-Tripel. Durch dosierte IR-, also thermische Einstrahlung in das 3D-Gitter oder durch Veränderung des Innendrucks im 3D-Gitter ist es möglich, die Gitterkonstantenmaße entsprechend zu verändern. Der erfindungsgemäße Sensor kann damit die Farbkonstanzeigenschaften des menschlichen Sehsystems gewährleisten.The adaptive process that results in a trichromatic New standardization of the color space in a changed white standard leads, is by the already explained v. Laue equation of crystal optics writable. The real resonance factor is Phase velocity in the medium. The spectral triggering of the Lattice constant dimensions correspond to the temperature Expansion coefficients for the RED wavelength in the RGB triple. Through dosed IR, i.e. thermal radiation into the 3D grid or by changing the internal pressure in the 3D grid, it is possible to Change lattice constant dimensions accordingly. The The sensor according to the invention can thus have the color constant properties of the human visual system.

Ein Farbkonstanz-Sensor, der in Form eines mit dem Schwerpunkt der spektralen Komponenten einer Lichtquelle bzw. Beleuchtung resonanzfähigen 3D-Gitters bzw. Vorverarbeitungsfilters technisch dargestellt wird, hat für alle Anwendungen, in denen die Farbe von Stoffen und Materialien nach dem Farbeindruck, dem die Gesetzmäßigkeiten des menschlichen Farbensehens zugrunde liegen, erkannt, differenziert und klassifiziert werden müssen, große Bedeutung. Das gilt auch für dementsprechende Beurteilung von an die Farbtoncharakteristiken gebundene Eigenschaften sichtbarer Objekte, sei es in der optischen Bildverarbeitung generell, sei es bei Sehautomaten in der Robotik oder autonom fahrenden Fahrzeugen, ja selbst bei Blindensensoren. Gleichzeitig vermag ein solcher Sensor Farbwahrnehmungen unter künstlichen Lichtquellen vorhersehbar und meßbar zu machen. Da ein derartiges 3D-Gitter eine Transformation der physikalischen Parameter (Intensität und Wellenlänge) in die psychologischen Trias von Helligkeit, Farbton und Sättigung leistet, werden mit Hilfe des Sensors auch Helligkeits- und Sättigungswerte von Objektoberflächen kalkulierbar.A color constancy sensor, which is in the form of a with the focus of the spectral components of a light source or lighting resonant 3D grid or preprocessing filter technically is shown for all applications in which the color of Fabrics and materials according to the color impression that the Underlying the principles of human color vision, recognized, differentiated and classified, large Importance. This also applies to the corresponding assessment by the Hue characteristics bound properties of visible objects, be it in optical image processing in general or be it in Automatic vision systems in robotics or autonomous vehicles, yes even with blind sensors. At the same time, such a sensor can Color perceptions predictable and under artificial light sources to make measurable. Because such a 3D grid is a transformation the physical parameters (intensity and wavelength) into the psychological triad of brightness, hue and saturation, With the help of the sensor, brightness and saturation values are also calculable from object surfaces.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen gitteroptischen Sensors ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigen:An embodiment of the grating optical according to the invention Sensor is shown schematically in the drawing and is based on of the figures. Show:

Fig. 1 den Aufbau des Sensors, Fig. 1 shows the structure of the sensor,

Fig. 1a die Aufsicht auf ein zentrosymmetrisch trichromatisches Beugungsbild, Fig. 1a, the top view of a centrosymmetric trichromatic diffraction pattern

Fig. 2 die Adaption an eine weiße Beleuchtung, FIG. 2, the adaptation to a white light,

Fig. 3 die Adaptation an eine rote Beleuchtung, Fig. 3, the adaptation to a red light,

Fig. 4 den Ablauf des Adaptationsvorgangs an eine rote Beleuchtung, Fig. 4 shows the end of the adaptation process to a red illumination,

Fig. 5 die Adaptation an eine blaue Beleuchtung und Fig. 5 the adaptation to blue lighting and

Fig. 6 den Ablauf des Adaptationsvorgangs an eine blaue Beleuchtung. Fig. 6 shows the sequence of the adaptation process on a blue illumination.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte gitteroptische Sensor enthält als Linsen-Pupillen-System ein abbildendes Objektiv 1. Dieses bildet ein sichtbares Objekt 2, das von einer weißes Licht emittierenden Strahlungsquelle 3 beleuchtet wird, aus dem Objektraum auf ein diffraktives 3D-Gitter als Modulator 4 mit den Gitterkonstanten gx, gy, gz in der Bildebene 5 ab. Durch Beugung im hexagonalen 3D gitteroptischen Modulator 4, Resonanz zwischen λ111 und den Gitterkonstanten sowie Interferenz im Nahfeld hinter dem Modulator 4 resultieren in bekannter Weise für jedes abgebildete Objekt 2 im sichtbaren Spektrum drei chromatische RGB-Beugungsordnungen im Beugungsbild 6 mit je sechs konzentrischen Maxima (Patterson- Gewichte). Diese sind in Fig. 1a für ein auf der optischen Achse 7 des Sensors liegendes Objekt 2 in der Aufsicht nochmals dargestellt. Dabei liegen auf dem inneren Ring die rote (R), auf dem mittleren Ring die blaue (B) und auf dem äußeren Ring die grüne (G) Beugungsordnung.The grating-optical sensor shown schematically in FIG. 1 contains an imaging objective 1 as a lens-pupil system. This forms a visible object 2 , which is illuminated by a white light-emitting radiation source 3 , from the object space onto a diffractive 3D grating as a modulator 4 with the grating constants gx, gy, gz in the image plane 5 . By diffraction in the hexagonal 3D grating optical modulator 4, resonance between λ111 and the lattice constants as well as interference in the near field downstream of the modulator 4 result in known manner for each imaged object 2 in the visible spectrum three chromatic RGB diffraction orders in the diffraction image 6 with six concentric maxima (Patterson - weights). These are shown again in FIG. 1 a for an object 2 lying on the optical axis 7 of the sensor. The red (R), the blue (B) on the middle ring and the green (G) diffraction order are on the inner ring.

Jeder Beugungsordnung ist ein fotoelektrischer Empfänger 8 zugeordnet. Alle Empfänger 8 sind auf gleiche spektrale Empfindlichkeit für eine weißes Sonnenlicht emittierende Strahlungsquelle 3 eingestellt.A photoelectric receiver 8 is assigned to each diffraction order. All receivers 8 are set to the same spectral sensitivity for a radiation source 3 emitting white sunlight.

Außerhalb der optischen Achse 7 liegende Objekte liefern gleiche Beugungsbilder 6, die auch ineinander verschachtelt sein können. Die Auflösung der Abbildung hängt von den Gitterkonstanten des 3D-Gitters ab. Jedem Beugungsbild ist ein bestimmtes Objekt zugeordnet.Objects lying outside the optical axis 7 provide the same diffraction images 6 , which can also be nested within one another. The resolution of the image depends on the lattice constants of the 3D lattice. A specific object is assigned to each diffraction pattern.

In die Pupillenebene des Objektivs 1 oder einer dazu konjugierten Ebene ist eine Streuscheibe 9 eingefügt. Diese kann vorteilhafterweise eine beugende Gitterstruktur aufweisen. Da durch jeden Ort der Pupille Abbildungsstrahlen von allen Objekten im Objektraum hindurchlaufen, werden über jedes Streuzentrum aus der Pupillenebene heraus Bildinformationen aus dem gesamten Objektraum gleichzeitig über die Bildebene verteilt. Jedem lokalen Bild eines Objektes sind daher Informationen über das Gesamtbild überlagert. Die Streucharakteristik der Streuscheibe 9 ist so zu wählen, daß eine möglichst gleichmäßige Streuung über das gesamte Bildfeld erfolgt und eine Abbildung des lokalen Objekts auf dem durch Streuung erzeugten Hintergrund erhalten bleibt.A lens 9 is inserted into the pupil plane of the objective 1 or a plane conjugate thereto. This can advantageously have a diffractive grating structure. Since imaging rays of all objects in the object space pass through each location of the pupil, image information from the entire object space is simultaneously distributed over the image plane via each scattering center from the pupil plane. Information about the overall image is therefore superimposed on each local image of an object. The scattering characteristic of the scattering disc 9 is to be selected such that the scattering is as uniform as possible over the entire image field and an image of the local object on the background generated by scattering is retained.

Die spektrale Durchlässigkeit des Objektivs 1, der Streuscheibe 9 und des Modulators 4 sind auf den sichtbaren Bereich elektromagnetischer Strahlung, insbesondere auf den Wellenlängenbereich 380-780 nm, begrenzt. The spectral transmittance of the objective 1 , the lens 9 and the modulator 4 are limited to the visible range of electromagnetic radiation, in particular to the wavelength range 380-780 nm.

Alle derselben Beugungsordnung R, G, B zugeordneten Empfänger 8 eines Beugungsbildes 6 sind zur Bildung eines lokalen chromatisch- additiven Helligkeitswertes 10 zusammengeschaltet. In einem nachfolgenden Summenbildner werden daraus zusätzlich die lokalen trichromatisch-additiven Helligkeitswerte 11 erzeugt.All receivers 8 of a diffraction image 6 assigned to the same diffraction order R, G, B are interconnected to form a local chromatically additive brightness value 10 . The local trichromatic-additive brightness values 11 are additionally generated therefrom in a subsequent totalizer.

Die lokalen chromatisch-additiven und trichromatisch-additiven Helligkeitswerte 10, 11 des Beugungsbildes 5 und die entsprechenden Helligkeitswerte 10', 11 ' anderer Beugungsbilder werden einer Vergleichsanordnung 12 zur Ermittlung des Beugungsbildes mit bester Übereinstimmung der chromatisch-additiven Helligkeitswerte 10, 10' und gleichzeitig maximalem trichromatisch-additivem Helligkeitswert 11, 11 ' zugeführt. Die entsprechenden Helligkeitswerte des ausgewählten Beugungsbildes werden einem Weiß-Norm-Bildner 13 zur Erzeugung eines Weiß-Norm-Wertes zugeleitet. Die Übereinstimmung der drei chromatisch-additiven Helligkeitswerte bedeutet, daß es sich um ein nicht-farbiges Objektdetail handelt. Die Größe des trichromatisch-additiven Helligkeitswertes gibt eine Bewertung auf der Schwarz-Grau-Weiß-Skala an.The local chromatic-additive and trichromatic-additive brightness values 10 , 11 of the diffraction pattern 5 and the corresponding brightness values 10 ', 11 ' of other diffraction patterns are a comparison arrangement 12 for determining the diffraction pattern with the best match of the chromatic-additive brightness values 10 , 10 'and at the same time maximum trichromatic-additive brightness value 11 , 11 'supplied. The corresponding brightness values of the selected diffraction image are fed to a white standard generator 13 for generating a white standard value. The agreement of the three chromatic-additive brightness values means that it is a non-colored object detail. The size of the trichromatic-additive brightness value indicates a rating on the black-gray-white scale.

Die chromatisch-additiven Helligkeitswerte 10, 10' der einzelnen Beugungsbilder können auch einem Farbwert-Bildner 14 zugeführt werden. Die Summe der jeweils auf das Weiß-Norm-Signal bezogenen, z. B. mit dem Kehrwert der Weiß-Norm multiplizierten, drei unterschiedlichen chromatisch-additiven Helligkeitswerte bildet das Ausgangssignal für den lokalen Farbwert. Falls ein gemessener Weiß- Norm-Wert nicht vorliegt, kann die Farbbewertung auch durch Verhältnisbildung zu einem fiktiven Weiß-Norm-Wert (Standardwert) durchgeführt werden.The chromatically additive brightness values 10 , 10 'of the individual diffraction images can also be supplied to a color value generator 14 . The sum of each related to the white norm signal, e.g. B. multiplied by the reciprocal of the white standard, three different chromatic-additive brightness values forms the output signal for the local color value. If a measured white standard value is not available, the color evaluation can also be carried out by forming a ratio to a fictitious white standard value (standard value).

Der Prozeß der Weiß-Norm-Bildung kann permanent oder in periodischer Folge in einem Veränderungsmelder 15 überprüft werden. The process of white standard formation can be checked permanently or in a periodic sequence in a change detector 15 .

Eine Veränderung der Beleuchtung führt entweder nur zu einer Änderung des trichromatisch-additiven Helligkeitswertes 11, 11' des für die Weiß-Norm ausgewählten Beugungsbildes unter Weiterbestehen eines RGB-Gleichgewichts. Der Weiß-Norm-Wert verschiebt sich dabei nur auf der den Farbenraum zentrierenden achromatischen Achse für schwarz-grau-weiß Objekte.A change in the lighting either leads only to a change in the trichromatic-additive brightness value 11 , 11 'of the diffraction image selected for the white standard while an RGB balance remains. The white norm value only shifts on the achromatic axis centering the color space for black-gray-white objects.

Führt die Veränderung der Beleuchtung jedoch auch zu einem RGB- Ungleichgewicht in dem die Weiß-Norm bestimmenden Beugungsbild, so liegt die Ursache in einer Veränderung der spektralen Zusammensetzung der Beleuchtung. Der Veränderungsmelder 15 stellt eine solche Veränderung fest und steuert einen Adapter 16, dem eine thermische Strahlungsquelle 17 zugeordnet ist. Durch Wärmestrahlung auf den Modulator 4 werden dessen Gitterkonstanten in Abhängigkeit vom thermischen Ausdehnungskoeffizienten solange verändert, bis der Weiß-Norm-Bildner 13 einen neuen Weiß-Norm-Wert anzeigt. Dieser Adaptationsprozeß entspricht einer Neigung der den Farbenraum zentrierenden achromatischen Achse.However, if the change in lighting also leads to an RGB imbalance in the diffraction pattern that determines the white standard, the cause lies in a change in the spectral composition of the lighting. The change detector 15 detects such a change and controls an adapter 16 to which a thermal radiation source 17 is assigned. Heat radiation onto the modulator 4 changes its lattice constants depending on the coefficient of thermal expansion until the white standard generator 13 indicates a new white standard value. This adaptation process corresponds to an inclination of the achromatic axis centering the color space.

Fig. 2 stellt zunächst die Adaptation an eine weiße Beleuchtung mit näherungweise energiegleichen spektralen Komponenten dar. Die Emissionsintensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge ist im oberen Diagramm dargestellt. Ein diffraktives hexagonales 3D-Gitter liefert dabei drei Beugungsordnungen, deren Gauß'sche spektrale Transmissionskurven zu λ111 = 559 nm (ROT), λ123 = 537 nm (GRÜN) und λ122 = 447 nm (BLAU) zentriert sind. Dies entspricht der Empfindlichkeit der Zapfen im menschlichen Tagessehen. Die im unteren Diagramm dargestellten Gauß'schen Kurven sind beschreibbar durch a^-1exp (-x²) mit x = (λh1h2h3-λ)/n und a = 0.92 bei n = 55 für 111 ROT, a = 0.88 bei n = 53 für 123 GRÜN und a = 0.56 bei n = 34 für 122 BLAU. Die achromatischen, d. h. grauen bis weißen, Objekte spiegeln die spektralen Eigenschaften der Beleuchtung im Objektraum wieder, insofern diese selbst unsichtbar ist. Das Produkt aus spektralen Intensitäten und spektralen Gauß-Kurven ergibt identische Helligkeitssummenwerte von je 33% in den drei Beugungsordnungen. Ihr RGB-Gleichgewicht liefert die Weiß-Norm, die den trichromatischen Farbenraum zentriert. In der nachstehenden Tabelle sind die Werte der spektralen Helligkeitsverteilung entsprechend der den Beugungsordnungen zugeordneten Gauß'schen Kurven für den Fall einer weißen Beleuchtung zusammengestellt.
FIG. 2 first shows the adaptation to white illumination with spectral components of approximately the same energy. The emission intensity as a function of the wavelength is shown in the upper diagram. A diffractive hexagonal 3D grating provides three diffraction orders, whose Gaussian spectral transmission curves are centered at λ111 = 559 nm (RED), λ123 = 537 nm (GREEN) and λ122 = 447 nm (BLUE). This corresponds to the sensitivity of the cones in human day vision. The Gaussian curves shown in the diagram below can be described by a ^-1 exp (-x ² ) with x = (λh1h2h3-λ) / n and a = 0.92 at n = 55 for 111 RED, a = 0.88 at n = 53 for 123 GREEN and a = 0.56 for n = 34 for 122 BLUE. The achromatic, ie gray to white, objects reflect the spectral properties of the lighting in the object space insofar as it is itself invisible. The product of spectral intensities and spectral Gaussian curves gives identical total brightness values of 33% in the three diffraction orders. Its RGB balance is provided by the white standard, which centers the trichromatic color space. The table below shows the values of the spectral brightness distribution corresponding to the Gaussian curves assigned to the diffraction orders in the case of white illumination.

Fig. 3 und Fig. 4 stellen die Adaptation an eine ins Rote verschobene Beleuchtung dar. Die Emissionsintensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge ist wiederum im oberen Bild und die der zugehörigen Gauß'schen spektralen Transmissionskurven im unteren Bild der Fig. 3 dargestellt. Die 3D-gitteroptische Adaptation an eine rote Beleuchtung führt über eine chromatische Stimmung der drei Gitterkonstanten auf λ111 = 728 nm ROT, λ123 = 699 nm GRÜN, λ122 = 582 nm BLAU zu einer neuen, nach dem längerwelligen Ende des Spektrum hin verschobenen trichromatischen RGB-Gleichgewichtslage, die die neue Weiß-Norm bildet. In dem Produkt aus variabler spektraler Energieverteilung im Beleuchtungslicht und konstantem Tripel der Gauß'kurven resultieren die neuen Verteilungen der spektralen Helligkeitswerte in den RGB-Beugungsordnungen, wie sie in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt sind.
FIGS. 3 and FIG. 4 illustrate the adaptation is at a shifted into the red illumination. The emission intensity as a function of wavelength is shown in turn in the upper image and the spectral transmittance curves of the corresponding Gaussian in the lower image of FIG. 3. The 3D grating-optical adaptation to a red illumination leads to a new trichromatic RGB, which is shifted towards the longer wavelength end towards a longer chromatic tuning of the three grating constants to λ111 = 728 nm RED, λ123 = 699 nm GREEN, λ122 = 582 nm BLUE. Equilibrium that forms the new white standard. The product of variable spectral energy distribution in illuminating light and constant triple of the Gaussian curves results in the new distributions of the spectral brightness values in the RGB diffraction orders, as they are summarized in the table below.

Der in Fig. 4 dargestellte resonatorische Adaptationsvorgang beginnt mit einem Ungleichgewicht in den RGB-Beugungsordnungen bei 43% R, 39% G, 18% B, das durch den plötzlichen Wechsel von der weißen zur roten Beleuchtung ausgelöst wurde. Allmählich fortschreitende 3D gitteroptische Resonanz mit längeren λ111-Wellenlängen führt letztendlich zu der chromatischen Gitterkonstantenstimmung auf λ111 = 728 nm ROT und damit zu dem neuen RGB-Gleichgewicht mit 33% R, 35% G und 32% B. The resonator adaptation process shown in FIG. 4 begins with an imbalance in the RGB diffraction orders at 43% R, 39% G, 18% B, which was triggered by the sudden change from white to red illumination. Gradually progressing 3D grating-optical resonance with longer λ111 wavelengths ultimately leads to the chromatic grating constant tuning to λ111 = 728 nm RED and thus to the new RGB equilibrium with 33% R, 35% G and 32% B.

Fig. 5 und Fig. 6 zeigen in gleicher Weise die 3D-gitteroptische Adaptation an eine blaue Beleuchtung über eine chromatische Stimmung der drei Gitterkonstanten auf λ111 = 513 nm ROT, λ123 = 492 nm GRÜN, λ122 = 410 nm BLAU zu einer neuen, nach dem kurzwelligen Ende des Spektrum hin verschobenen, trichromatischen RGB-Gleichgewichtslage, die die neue Weiß-Norm bildet. In dem Produkt aus variabler spektraler Energieverteilung im Beleuchtungslicht und konstantem Tripel der Gauß'kurven resultieren die neuen Verteilungen der spektralen Helligkeitswerte in den RGB- Beugungsordnungen, wie sie in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt sind.
Fig. 5 and Fig. 6 show in the same way, the 3D grid optical adaptation to a blue illumination over a chromatic mood of the three lattice constants λ111 = 513 nm RED, λ123 = 492 nm GREEN, λ122 = 410 nm BLUE a new, after the trichromatic RGB equilibrium position shifted towards the short-wave end of the spectrum, which forms the new white standard. The product of the variable spectral energy distribution in the illuminating light and the constant triple of the Gaussian curves results in the new distributions of the spectral brightness values in the RGB diffraction orders, as summarized in the table below.

Der in Fig. 6 dargestellte resonatorische Adaptationsvorgang beginnt mit einem Ungleichgewicht in den RGB-Beugungsordnungen bei 24% R, 28% G, 48% B, das durch den plötzlichen Wechsel von der weißen zur blauen Beleuchtung ausgelöst wurde. Allmählich fortschreitende 3D gitteroptische Resonanz mit kürzeren λ111-Wellenlängen führt letztendlich zu der chromatischen Gitterkonstantenstimmung auf λ111 = 513 nm ROT und damit zu dem neuen RGB-Gleichgewicht 32% R, 35% G, 33% B. The resonant adaptation process shown in FIG. 6 begins with an imbalance in the RGB diffraction orders at 24% R, 28% G, 48% B, which was triggered by the sudden change from white to blue illumination. Gradually progressing 3D grating-optical resonance with shorter λ111 wavelengths ultimately leads to the chromatic grating constant tuning to λ111 = 513 nm RED and thus to the new RGB equilibrium 32% R, 35% G, 33% B.

Der resonatorische Adaptationsvorgang führt selbstverständlich auch zu einer geometrischen Verschiebung der Lage der Beugungsordnungen im Beugungsbild und damit in Bezug auf die fotoelektrischen Empfänger. Diese Verschiebung bleibt aber immer im Rahmen der Ausdehnung der Empfängerflächen.Of course, the resonator adaptation process also leads to a geometric shift in the location of the Diffraction orders in the diffraction pattern and thus in relation to the photoelectric receiver. However, this shift always remains Framework of expansion of the recipient areas.

Claims

1.Lattice-optical sensor with an object space imaging lens ( 1 ), a diffractive hexagonal 3D lattice-optical modulator ( 4 ) in the image plane ( 5 ) of the lens ( 1 ), one corresponding to the centrosymmetrically trichromatic diffraction orders (R, G, B) in Near-field behind the modulator ( 4 ) arranged photoelectric receiver arrangement ( 8 ) and an evaluation device for the electrical signals generated by the individual receivers ( 8 ), characterized in that at least one light-scattering disk in the pupil plane of the objective ( 1 ) or a pupil plane conjugate thereto ( 9 ) is arranged.

2. Grating optical sensor according to claim 1, characterized in that the light-scattering disc ( 9 ) has a grating structure.

3. Grid optical sensor according to claim 1, characterized in that the scattering characteristic of the disc ( 9 ) is selected so that an image of the object space with uniformly superimposed background radiation from the object space is formed.

4. Grating optical sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spectral transmission of the lens ( 1 ), the lens ( 9 ) and the modulator ( 4 ) is limited to the visible range of electromagnetic radiation.

5. Grating optical sensor according to claim 4, characterized in that that the spectral transmittance is on the wavelength range 380 - 780 nm is limited.

6. Grating optical sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the receivers ( 8 ) are set to the same spectral sensitivity for a white light-emitting radiation source ( 3 ).

7. Grid optical sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the same chromatic diffraction order (R, G, B) in the trichromatic diffraction pattern ( 6 ) associated receiver ( 8 ) to form a local chromatic-additive brightness value ( 10 , 10 ') are interconnected.

8. Grating optical sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device contains a comparison arrangement ( 12 ) for determining the trichromatic diffraction pattern ( 6 ) with the best match of the local chromatic-additive brightness values ( 10 , 10 ').

9. Grating optical sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the trichromatic diffraction pattern ( 6 ) associated receiver ( 8 ) are interconnected to form a local trichromatic-additive brightness value ( 11 , 11 ').

10. Grid-optical sensor according to claim 8 and 9, characterized in that the evaluation device contains a white standard generator ( 13 ), the output signal of which is the local diffraction image ( 6 ) with the best match of the chromatic-additive brightness values ( 10 , 10 ') and at the same time is assigned to the maximum trichromatic-additive brightness value ( 11 , 11 ').

11. Grid optical sensor according to claim 10, characterized in that an adapter ( 16 ) for changing the 3D lattice constant of the modulator ( 4 ) in dependence on a change in the agreement of the chromatic-additive brightness values ( 10 , 10 ') of the white Diffraction pattern ( 6 ) forming a standard signal is provided.

12. Grid optical sensor according to claim 11, characterized in that the adapter ( 16 ) contains a thermal radiation source ( 17 ) directed onto the modulator ( 4 ).

13. Grid-optical sensor according to claim 12, characterized in that the adapter ( 16 ) is assigned a controller which keeps the radiation intensity of the thermal radiation source ( 17 ) constant when determining a new white standard signal.

14. Grid-optical sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device contains a color value generator ( 14 ), the output signal of which is the sum of the local chromatic-additive brightness values ( 10 , 10 ') related to the white standard signal. corresponds to a diffraction pattern ( 6 ).

15. Method for generating a white standard signal with a grating-optical sensor, which images an object space Lens, a diffractive hexagonal 3D grating optic Modulator in the image plane of the lens, one corresponding to the centrosymmetric trichromatic diffraction orders in Near-field photoelectric arranged behind the modulator Receiver arrangement and an evaluation device for those of electrical signals generated by individual receivers, characterized in that by diffuse scattering in the pupil of the imaging lens or in a plane conjugate to it an incoherent one assigned to the object space Background radiation is superimposed and from which a non- colored part of the diffraction pattern associated with the object space same chromatic-additive brightness values and maximum trichromatic-additive brightness value the white standard signal is formed.

16. The method according to claim 15, characterized in that at Changing the lighting of the object space Lattice constants of the modulator due to thermal influence be changed until the trichromatic Diffraction pattern of a non-colored part of the object space results in a new white norm signal.

17. The method according to any one of claims 15 or 16, characterized characterized in that to generate a color value signal that assigned to a colored part of the object space Diffraction pattern the sum of those related to a white norm signal chromatic-additive brightness values is formed.