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Einleitung
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Die vorliegende Anmeldung betrifft eine opto-elektronische Messeinrichtung für ein Farbmessgerät, insbesondere ein Handfarbmessgerät zur Anwendung an Bildschirmen, umfassend mindestens eine Primäroptik, mindestens eine Blende, mindestens einen Diffusor und mindestens eine Sensoreinheit, wobei die Messeinrichtung derart gestaltet ist, dass – bei Vorliegen der Messeinrichtung in einem Messzustand – von einem Messobjekt ausgehende Lichtstrahlen auf die Primäroptik treffen und mittels der Primäroptik zumindest teilweise bündelbar sind, wobei die Primäroptik derart relativ zu dem Diffusor angeordnet ist, dass der Diffusor zumindest im Wesentlichen im Fokus der Primäroptik liegt, wobei die Blende in Strahlungsrichtung der Lichtstrahlen betrachtet vor dem Diffusor angeordnet ist und einen Einfallswinkel der Lichtstrahlen begrenzt, wobei die Lichtstrahlen mittels des Diffusors homogenisierbar sind, sodass sie ausgehend von dem Diffusor gleichmäßig auf die Sensoreinheit leitbar sind, wobei die Lichtstrahlen mittels der Sensoreinheit in elektrische Signale umwandelbar sind.
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Unter einer „Primäroptik“ wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Anordnung von mindestens einem Bauteil verstanden, das dazu geeignet ist, den Verlauf von Lichtstrahlen zu beeinflussen. Insbesondere kann eine Primäroptik eine oder mehrere Linsen umfassen, beispielsweise Sammellinsen oder Streulinsen.
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Unter einer „Blende“ wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Einrichtung verstanden, die einen Durchtritt von Lichtstrahlen verhindert und auf diese Weise aperturbegrenzend wirken kann. Insbesondere kann im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung die Blende von einer sogenannten Aperturblende gebildet sein.
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Unter einem „Diffusor“ wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Einrichtung verstanden, mittels derer einfallendes Licht homogenisierbar ist, das heißt ein auf einen Diffusor treffendes Licht durch Wirkung des Diffusors derart zerstreut wird, dass das Licht ausgehend von einer Austrittsfläche des Diffusors gleichmäßig abstrahlt. An der Austrittsfläche des Diffusors ist insbesondere keine diskrete, punktförmige Lichtquelle erkennbar. Stattdessen erscheint es typischerweise so, dass das Licht ausgehend von der Austrittsfläche des Diffusors vergleichsweise gleichmäßig abstrahlt.
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Unter einer „Sensoreinheit“ wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Einheit verstanden, mittels derer es möglich ist, Lichtstrahlen in elektrische Signale umzuwandeln, wobei die Umwandlung in Abhängigkeit bestimmter Eigenschaften der Lichtstrahlen möglich ist. Auf diese Weise ist es insbesondere denkbar, radiometrische und farbmetrische Werte der jeweiligen Lichtstrahlung zu messen, insbesondere den Lichtstrom, die Lichtstärke oder die Leuchtdichte.
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Stand der Technik
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Messeinrichtungen der eingangs beschriebenen Art sind im Stand der Technik bereits bekannt. Sie können insbesondere in Kombination mit Farbmessgeräten verwendet werden, die zur Farbkalibrierung von Bildschirmen, beispielsweise Monitoren oder Fernsehern, einsetzbar sind. Hierzu wird von einer jeweiligen Messoberfläche, beispielsweise dem Bildschirm eines Monitors, abgestrahltes Licht mittels des jeweiligen Farbmessgerätes erfasst und auf seine Beschaffenheit hin untersucht. Diese Untersuchung kann in unterschiedlicher Hinsicht erfolgen; insbesondere kann es von Interesse sein, die Farbwiedergabe des jeweiligen Messobjektes zu ermitteln. Basierend auf den jeweils erfassten Werten besteht sodann die Möglichkeit, den jeweils untersuchten Gegenstand derart einzustellen, dass beispielsweise die ausgegebenen Farben verändert werden und auf diese Weise an „reale“ Farben angepasst werden. Eine derartige Farbkalibrierung eines Bildschirms ist sowohl im Vorfeld einer Inbetriebnahme desselben als auch zum Ausgleich von über die Nutzungsdauer des jeweiligen Bildschirms auftretenden Veränderungen der Farbwiedergabe geeignet.
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Farbmessgeräte, die für derartige Messungen geeignet sind, ergeben sich beispielsweise aus den Dokumenten
DE 10 2013 004 213 A1 ,
EP 2 505 973 A2 und
US 7,671,991 B2 . Insbesondere die genannte Europäische Patentanmeldung beschreibt den Aufbau der in dem dort vorgestellten Farbmessgerätes verwendeten Messeinrichtung. Hierbei handelt es sich um eine Messeinrichtung der eingangs beschriebenen Art.
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Die bekannten Farbmessgeräte weisen insbesondere den Nachteil auf, dass sie mit vergleichsweise sperrigen Messeinrichtungen ausgestattet sind. Dies ist insofern nachteilig, als der Wunsch besteht, Farbmessgeräte in Form von Handfarbmessgeräten auszuführen, die verständlicherweise möglichst portabel ausgebildet sein sollten. Entsprechend besteht grundsätzlich der Wunsch, derartige Farbmessgeräte möglichst klein auszuführen, was jedoch aufgrund des notwendigen Raumes für die jeweils verwendete Messeinrichtung nicht ohne weiteres möglich ist. Insbesondere bedarf die optische Anordnung der einzelnen Bestandteile einer Messeinrichtung eines gewissen Raums, der entsprechend für das Volumen eines jeweiligen Farbmessgerätes insgesamt begrenzend wirkt.
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Aufgabe
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Farbmessgerät hervorzubringen, das im Vergleich zum Stand der Technik möglichst kompakt ausgeführt werden kann.
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Lösung
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Die zugrunde liegende Aufgabe wird ausgehend von der Messeinrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Sensoreinheit von einem integralen Mehrfachspektralsensor gebildet ist, der mindestens drei Teilflächen bzw. Teilflächenarten zur Erfassung jeweils verschiedener Spektralanteile aufweist.
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Unter einem „integralen Mehrfachspektralsensor“ wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Sensoreinheit verstanden, die dazu geeignet ist, verschiedene spektrale Anteile erfasster Lichtstrahlen zu bestimmen, wobei hierfür lediglich ein einzelne Sensoreinheit notwendig ist. Folglich bedarf ein solcher integraler Mehrfachspektralsensor nicht mehrerer verschiedener, separat voneinander angeordneter Sensoreinheiten, die zudem womöglich mit einzelnen korrespondierenden Farbfiltern zusammenwirken müssen. Eine derartige platzraubende und somit nachteilige Anordnung ist beispielsweise der vorstehend genannten Europäischen Patentanmeldung entnehmbar.
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Die erfindungsgemäße Messeinrichtung hat demgegenüber viele Vorteile. Die Verwendung des integralen Mehrfachspektralsensors führt dazu, dass der Bauraum der erfindungsgemäßen Messeinrichtung „hinter dem Diffusor“ im Vergleich zum Stand der Technik äußerst gering ausfallen kann. Insbesondere ist es denkbar, einen integralen Mehrfachspektralsensor gewissermaßen unmittelbar an einer rückwärtigen Austrittsfläche des Diffusors anzuordnen. Die Notwendigkeit einer Sekundäroptik, die das von dem Diffusor abgestrahlte Licht zunächst auf verschiedene Farbfilter und sodann auf die mit diesen korrespondierenden einzelnen Sensoren verteilt, ist nicht länger gegeben.
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Vorteilhafterweise ist der integrale Mehrfachspektralsensor von einem integralen RGB Sensor gebildet, der mindestens drei verschiedene Arten von Teilflächen aufweist, wobei jeweils eine der Teilflächen zur Erfassung eines roten, eines grünen und eines blauen Spektralanteils der Lichtstrahlen ausgebildet sind. Insbesondere kann ein solcher integraler RGB Sensor von einer Vielzahl einzelner Sensoren gebildet sein, die jeweils drei Teilflächen aufweisen. Die unterschiedlichen Empfindlichkeiten der Teilflächen für die gewünschten Spektralanteile können beispielsweise über integrale Farbfilter ausgebildet sein, die unmittelbar auf der jeweiligen Teilfläche angeordnet sind.
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In jedem Fall ist es erfindungsgemäß möglich, die Sensoreinheit der Messeinrichtung in einem besonders geringen Abstand hinter dem Diffusor anzuordnen, vorteilhafterweise in einem Abstand von maximal 2 mm, vorzugsweise maximal 1 mm, weiter vorzugsweise maximal 0,5 mm. Diese Abstandsangaben verstehen sich in Strahlungsrichtung der jeweiligen Lichtstrahlen betrachtet.
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Weiterhin kann es von besonderem Vorteil sein, wenn die Austrittsfläche des Diffusors und eine Sensoroberfläche der Sensoreinheit eine zumindest im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig, übereinstimmende Apertur aufweisen. Mit anderen Worten sind bei dieser Ausgestaltung der Diffusor und die Sensoreinheit unmittelbar aufeinander abgestimmt, wobei aufgrund der Anordnung der beiden Bauteile unmittelbar hintereinander die Oberflächen derselben quasi identisch ausgebildet werden können.
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Alternativ oder zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Sensoreinheit kann die zugrunde liegende Aufgabe ferner dadurch gelöst werden, dass die Primäroptik mit mindestens zwei Bereichen unterschiedlicher Dispersion ausgebildet, wobei die Primäroptik insgesamt mindestens zwei refraktiv und/oder reflektiv wirksame Flächen aufweist.
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Eine derart ausgebildete Primäroptik weist eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere ist es auf vergleichsweise kompakten Raum möglich, die Primäroptik farbkorrigiert auszuführen. Es versteht sich, dass dies im Hinblick auf die Messgenauigkeit für die mittels der Messeinrichtung erfassten Farben der Messoberfläche besonders günstig ist. Zudem ist es mit einer derartigen Primäroptik ohne weiteres möglich, die sphärische Aberration zu korrigieren, was wiederum zu einer gesteigerten Qualität des Messergebnisses führt.
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Insbesondere ist eine solche Primäroptik von Vorteil, die mindestens eine asphärische Linse aufweist, beispielsweise einen asphärischen Achromaten. Eine solche Linse korrigiert typischerweise die sphärische Aberration sowie die chromatische Aberration vollständig aus und ist entsprechend für den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Messgerät besonders geeignet.
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Ebenso ist es denkbar, die Primäroptik mit mindestens zwei sphärischen Linsen unterschiedlicher Dispersion auszugestalten, wobei eine der Linsen eine positive und andere Linse eine negative Brechkraft aufweisen. Mittels einer solchen Anordnung ist es gleichermaßen möglich sowohl die chromatische als auch die sphärische Aberration zu korrigieren. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Linsen derart aufeinander abzustimmen, dass die durch die erste Linse verursachte Aberration durch die zweite Linse ausgeglichen wird.
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Vorteilhafterweise kann eine solche Anordnung mit einer weiteren Linse mit positiver Brechkraft ergänzt werden. Eine solche Linse ist dazu geeignet, die auf sie treffenden Lichtstrahlen weiter zu bündeln und auf diese Weise die Baulänge der Messeinrichtung insgesamt zu verkürzen. Die weitere Linse ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass sie gleichermaßen die Entstehung chromatischer und/oder sphärischer Aberration unterdrückt. Insbesondere kann die weitere Linse konvex-konkav ausgebildet sein.
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Zur Verwirklichung einer möglichst kurzen Baulänge der Messeinrichtung und folglich einem dadurch ermöglichten geringen Volumen eines gebildeten Farbmessgerätes kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn die Primäroptik mindestens eine asphärische TIR-Kollimatorlinse (TIR = total internal reflection) umfasst. Eine entsprechende Ausführung ist dem nachstehenden Ausführungsbeispiel entnehmbar. Eine solche Linse ist besonders gut geeignet, einfallende Lichtstrahlen auf besonders kurzer Strecke zu bündeln, ohne dass es zu Abbildungsfehlern (sphärische/chromatische Aberration) kommt.
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Die Reduzierung der Baulänge der Messeinrichtung ist aus den vorstehend genannten Gründen bereits als vorteilhaft zu bewerten. Umgekehrt kann die Konstruktionsweise auch bei Beibehaltung einer typischen Baulänge gleichermaßen dazu genutzt werden, die Messfläche des Messobjekts, von dem ausgehend Lichtstrahlen in die Messeinrichtung eintreten und somit ausgewertet werden können, im Vergleich zum Stand der Technik zu vergrößern. Insbesondere ist eine solche Ausgestaltung von Vorteil, bei der ein Verhältnis zwischen der Messfläche des Messobjekts und Sensoroberfläche der Sensoreinheit mindestens 1:150, vorzugsweise mindestens 1:125, weiter vorzugsweise mindestens 1:100, beträgt.
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Unabhängig davon, ob eine erfindungsgemäßen Messeinrichtung mit einem integralen Mehrfachspektralsensor und/oder einer erfindungsgemäßen Primäroptik mit zwei Bereichen unterschiedlicher Dispersion ausgestattet ist, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Messeinrichtung mit einer Sekundäroptik ausgestattet ist, die in Strahlungsrichtung der Lichtstrahlen betrachtet zwischen dem Diffusor und der Sensoreinheit angeordnet ist. Die Sekundäroptik ist dazu geeignet, von dem Diffusor ausgehende Lichtstrahlen auf die Sensoreinheit zu leiten. Eine derartige Anordnung kann erforderlich sein, wenn die Sensoreinheit nicht unmittelbar hinter dem Diffusor angeordnet werden soll.
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Eine solche Sekundäroptik kann beispielsweise von einem Lichtleiter gebildet sein, wobei ein Querschnitt des Lichtleiters an seinen jeweiligen Enden jeweils den Aperturen des Diffusors bzw. der Sensoreinheit angepasst sein muss. Ebenfalls ist es vorstellbar, eine Sekundäroptik von einer Linse zu bilden, insbesondere von einer Gradientenlinse, und mittels der Sekundäroptik eine Angleichung zwischen den Aperturen des Diffusors und der Sensoreinheit zu erzielen.
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Weiterhin ist es unabhängig von der übrigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messeinrichtung vorteilhaft, wenn der Diffusor von Quarzglas gebildet ist. Ein von Quarzglas gebildeter Diffusor weist insbesondere den Vorteil auf, dass die spektralen Eigenschaften der auf den Diffusor treffenden Lichtstrahlen nicht verändert werden. Zudem weist ein von Quarzglas gebildeter Diffusor eine Vielzahl interner Streuzentren auf, die für eine besonders ausgeprägte Homogenisierung des auf den Diffusor treffenden Lichts von Bedeutung sind. Ein solcher Diffusor strahlt Licht in alle Richtungen gleichmäßig ab und wirkt somit als Lambert-Strahler. Mit anderen Worten ist ein derartiger Quarzglas-Diffusor besonders gut geeignet, dass auf ihn treffende Licht zu zerstreuen. Weiterhin zeichnen sich im Vergleich zu üblichen Diffusoren Quarzglas-Diffusoren durch eine vollständige Depolarisierung sowie eine extreme Langzeitstabilität und UV-Beständigkeit aus.
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Dabei ist es unabhängig von dem Material, von dem der Diffusor gebildet ist, von besonderem Vorteil, wenn dieser eine in Strahlungsrichtung der Lichtstrahlen gemessene Dicke von mindestens 0,3 mm, vorzugsweise mindestens 0,5 mm, weiter vorzugsweise mindestens 1 mm, aufweist. Eine solche Dicke des Diffusors ist im Hinblick auf die Homogenisierung der auf den Diffusor treffenden Lichtstrahlen besonders vorteilhaft, da in dem vergleichsweise großen Volumen des Diffusors eine höhere Anzahl von Streuzentren vorhanden ist, an denen die Lichtstrahlen zerstreut werden können.
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Ausführungsbeispiele
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Die erfindungsgemäße Messeinrichtung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt:
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1: Einen schematischen Querschnitt durch eine erste erfindungsgemäße Messeinrichtung,
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2: Einen Querschnitt durch einen Quarzglas-Diffusor,
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3: Einen Querschnitt durch einen integralen Mehrfachspektralsensor,
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4: Einen Querschnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Messeinrichtung und
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5: Einen Querschnitt durch eine dritte erfindungsgemäße Messeinrichtung.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, umfasst eine erfindungsgemäße Messeinrichtung 1. Diese umfasst eine Primäroptik 2, eine Blende 3, einen Diffusor 4 und eine Sensoreinheit 5. Die einzelnen Bauteile der Messeinrichtung 1 sind symmetrisch bezüglich einer optischen Achse 21 angeordnet. Eine Eingangsapertur der Messeinrichtung 1 ist mittels eines Gehäuses 20 eines nicht näher dargestellten Handfarbmessgerätes begrenzt, in das die Messeinrichtung 1 eingebaut ist.
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Die Messeinrichtung 1 befindet sich in dieser in 1 gezeigten Stellung in ihrem Messzustand, in der sie zur Erfassung von Lichtstrahlen 7 eingesetzt wird, die von einem Messobjekt 6 ausgehen. Durch das Gehäuse 20 ist eine Messfläche 18 des Messobjekts 6, von der ausgehend Lichtstrahlen 7 mittels der erfindungsgemäßen Messeinrichtung 1 erfasst werden, begrenzt. In 1 sowie in den übrigen 2 bis 5 sind Lichtstrahlen 7 mittels Pfeilen grafisch veranschaulicht.
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Die Messeinrichtung gemäß 1 verwendet eine Primäroptik 2, die eine asphärische Linse 15 aufweist. Diese ist hier als TIR-Kollimatorlinse ausgeführt. Dies führt dazu, dass die auf Seiten des Messobjekts 6 in die Linse 15 eintretenden Lichtstrahlen zumindest teilweise an einer Fläche 9, die den Übergang von der Linse 15 zur Umgebungsluft begrenzt, vollständig reflektiert und dadurch nach innen zu optischen Achse 21 hin abgelenkt werden. Die asphärische Linse 15 ist hier mit einer weiteren Linse 19 kombiniert, deren Dispersion geringer ist als die der asphärischen Linse 15. Entsprechend werden die Lichtstrahlen 7 an Flächen 9, an denen die Linsen 15, 19 aneinander grenzen, vom Lot 28 weggebrochen. Dies ist in 1 anhand der dargestellten Pfeile besonders gut erkennbar. Die Dispersionen der asphärischen Linse 15 und der weiteren Linse 19 sind derart aufeinander abgestimmt, dass die Primäroptik hinsichtlich sowohl ihrer chromatischen als auch ihrer sphärischen Aberration korrigiert ist.
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Auf einer dem Messobjekt 6 abgewandten Seite der Primäroptik 2 ist die Blende 3 angeordnet, die den Einfallswinkel der Lichtstrahlen 7 begrenzt. In Strahlungsrichtung der Lichtstrahlen 7 betrachtet ist unmittelbar hinter der Blende 3 der Diffusor 4 angeordnet, mittels dessen das durch die Blende 3 hindurchtretendes Licht homogenisierbar ist. Der Diffusor 4 ist hier von Quarzglas gebildet. Er weist eine rückwärtige Austrittsfläche 10 auf, von der ausgehend Licht von dem Diffusor 4 abgestrahlt wird. Unmittelbar hinter dem Diffusor 4 ist die Sensoreinheit 5 angeordnet, die hier in Form eines integralen Mehrfachspektralsensors ausgebildet ist. Die Sensoreinheit 5 verfügt über eine der Austrittsfläche 10 des Diffusors 4 zugewandten Sensoroberfläche 11. Ein Abstand zwischen der Austrittsfläche 10 des Diffusors 4 und der Sensorfläche 11 der Sensoreinheit 5 beträgt in dem gezeigten Beispiel ca. 0,5 mm. Anhand der Darstellung gemäß 1 ist besonders gut erkennbar, dass die Sensoreinheit 5 gewissermaßen „unmittelbar“ hinter dem Diffusor angeordnet werden kann, ohne dass eine Sekundäroptik oder dergleichen erforderlich ist. Es versteht sich, dass hierdurch eine insgesamte Baulänge 27 der Messeinrichtung 1 besonders kurz ausfallen kann.
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Der Diffusor 4 weist hier eine Dicke 14 von 0,5 mm und einen Durchmesser 23 von 3 mm auf. Er ist mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet und weist folglich ein Volumen von ca. 3,5 mm3 auf. Der Diffusor 4 weist in seinem Inneren eine Vielzahl von Streuzentren 22 auf, an denen in ihn eintretende Lichtstrahlen 7 zerstreut werden. Diese Art der Zerstreuung führt dazu, dass die Lichtstrahlen nach Transluzens an der Austrittsfläche 10 des Diffusors 4 gleichmäßig entsprechend eines Lambert-Strahlers aus letzterem austreten. Eine Verteilung der Lichtstrahlung nach Austritt aus der Austrittsfläche 10 ist dem in 2 dargestellten Diagramm entnehmbar, wobei die Achse 24 die Strahlungsintensität des von der Austrittsfläche 10 abgestrahlten Lichts in Abhängigkeit des Abstrahlungswinkels beschreibt.
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Eine Sensoreinheit 5, die erfindungsgemäß von einem integralen Mehrfachspektralsensor gebildet ist, ist beispielhaft in 3 gezeigt. Die dort gezeigte Sensoreinheit 5 ist von einem integralen RGB-Sensor gebildet, der insgesamt 19 einzelne Sensoren 25 aufweist, die auf einem Chipsubstrat integriert sind. Jeder dieser Sensoren 25 umfasst drei Teilflächen 8, wobei jeweils eine der Teilflächen 8 zur Erfassung grünen, roten und blauen Lichts ausgebildet ist. Insgesamt weist die Sensoreinheit 5 eine hexagonale Form auf, wobei auch die einzelnen Sensoren 25 jeweils hexagonal ausgebildet sind. Ein Durchmesser 26 der Sensoreinheit 5 weist hier ca. 3 mm auf. Die so ausgebildete Sensoreinheit weist eine hohe Messsicherheit auf und führt lediglich zu geringen Farbinterferenzeffekten. Zudem ist eine separate Anordnung von Farbfiltern nicht erforderlich; diese sind jeweils unmittelbar in den jeweiligen Sensor 25 integriert. Die Sensoreinheit 5 ist entsprechend kompakt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das in 4 gezeigt ist, weist eine Sekundäroptik 12 in Form eines Lichtleiters auf. Im Übrigen ist die dort gezeigte Messeinrichtung 1 identisch mit derjenigen gemäß 1. Eine derartige Sekundäroptik 12 kann beispielsweise dazu verwendet werden, von dem Diffusor 4 ausgehendes Licht auf eine entfernt angeordnete Sensoreinheit 5 zu leiten. Zudem ermöglicht es die Sekundäroptik 12, die Apertur des Diffusors 4, die durch die Blende 3 begrenzt wird, an die Apertur der Sensoreinheit 5 anzupassen. Hierzu ist es erforderlich, dass ein Querschnitt des Lichtleiters an den jeweils korrespondierenden Enden an dem Diffusor 4 und der Sensoreinheit 5 den jeweiligen Aperturen angepasst ist.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das in 5 dargestellt ist, umfasst eine weitere erfindungsgemäße Messeinrichtung 1, die sich von derjenigen gemäß 1 in erster Linie durch die verwendete Primäroptik 2 unterscheidet. Die Primäroptik 2 ist hier nämlich von insgesamt drei Linsen 16, 17, 19 gebildet, wobei eine konvexe Linse 16 mit positiver Brechkraft mit einer konkaven Linse 17 mit negativer Brechkraft kombiniert ausgeführt ist. Diese beiden Linsen 16, 17 sein sind im Hinblick auf ihre gemeinsame Fläche 9 sowie ihre Dispersionen derart aufeinander abgestimmt, dass das von den Linsen 16, 17 gebildete Linsenpaar insgesamt zur Korrektur sowohl der chromatischen als auch der sphärischen Aberration geeignet ist. In Strahlungsrichtung der Lichtstrahlen 7 betrachtet ist den Linsen 16, 17 die weitere Linse 19 nachgeschaltet, die eine positive Brechkraft aufweist und dadurch die auf sie treffenden Lichtstrahlen 7 weiter bündelt. Durch die Kombination des von den Linsen 16, 17 gebildeten Linsenpaares mit der weiteren Linse 19 mit positiver Brechkraft kann eine Baulänge 27 der Messeinrichtung 1 insgesamt besonders gut reduziert werden, während gleichzeitig Darstellungsfehler durch Wirkung des Linsenpaares korrigiert werden. Alternativ zur Realisierung einer besonders kurzen Baulänge 27 ermöglicht diese Ausgestaltung es auch, bei Beibehaltung einer „normalen“ Baulänge 27 eine vergleichsweise große Messfläche 18 zu erfassen und dadurch trotz einem kleinen Blendendurchmesser eine vergleichsweise große Apertur der Messeinrichtung 1 zu erzielen.
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Weiterhin verfügt die Messeinrichtung 1 gemäß 5 über eine Sekundäroptik 12, die hier von einer Gradientenlinse 13 gebildet ist. An die Sekundäroptik 12 schließt sich abseits des Diffusors 4 eine Sensoreinheit 5 an, die auch hier von einem integralen Mehrfachspektralsensor gebildet ist.
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Es versteht sich, dass die einzelnen Merkmale der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele grundsätzlich unabhängig voneinander positiv wirken können und nicht auf die hier offenbarten Kombinationen eingeschränkt sind. Eine „freie Kombination“ der einzelnen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele ist ohne weiteres denkbar, sofern die dem Fachmann technisch sinnvoll und möglich erscheinen muss.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Messeinrichtung
- 2
- Primäroptik
- 3
- Blende
- 4
- Diffusor
- 5
- Sensoreinheit
- 6
- Messobjekt
- 7
- Lichtstrahl
- 8
- Teilfläche
- 9
- Fläche
- 10
- Austrittsfläche
- 11
- Sensoroberfläche
- 12
- Sekundäroptik
- 13
- Gradientenoptik
- 14
- Dicke
- 15
- asphärische Linse
- 16
- sphärische Linse
- 17
- sphärische Linse
- 18
- Messfläche
- 19
- Linse
- 20
- Gehäusewandung
- 21
- optische Achse
- 22
- Streuzentrum
- 23
- Durchmesser des Diffusors
- 24
- Achse
- 25
- Sensor
- 26
- Durchmesser der Sensoreinheit
- 27
- Baulänge
- 28
- Lot
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013004213 A1 [0007]
- EP 2505973 A2 [0007]
- US 7671991 B2 [0007]
