DE102020201111A1 - Verfahren zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung zwischen einer Spektrometereinrichtung und einem Messobjekt beim Erzeugen des Spektrums und Spektrometereinrichtung zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung zwischen der Spektrometereinrichtung und einem Messobjekt beim Erzeugen des Spektrums - Google Patents

Verfahren zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung zwischen einer Spektrometereinrichtung und einem Messobjekt beim Erzeugen des Spektrums und Spektrometereinrichtung zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung zwischen der Spektrometereinrichtung und einem Messobjekt beim Erzeugen des Spektrums Download PDF

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    • G01J3/12Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/26Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung zwischen einer Spektrometereinrichtung (10) und einem Messobjekt (1) beim Erzeugen des Spektrums, umfassend ein Einstellen (S1) einer ersten Empfangswellenlänge für ein Licht vom Messobjekt (1); ein Detektieren (S2) des Lichts mit der ersten Empfangswellenlänge über eine erste Messzeit (t1) am Anfang des Ermittelns des Spektrums; ein Ermitteln (S3) des Spektrums des Lichts vom Messobjekt (1); ein Einstellen (S4) einer zweiten Empfangswellenlänge für das Licht vom Messobjekt (1); ein Detektieren (S5) des Lichts mit der zweiten Empfangswellenlänge über eine zweite Messzeit (t2) am Ende des Ermittelns des Spektrums; und ein Vergleichen (S6) des ersten Messsignals (M1) und des zweiten Messsignals (M2), wobei bei einem signifikanten Unterschied zwischen dem ersten Messsignal (M1) und dem zweiten Messsignal (M2) die Abstandsveränderung zwischen der Spektrometereinrichtung (10) und dem Messobjekt (1) erkannt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung zwischen einer Spektrometereinrichtung und einem Messobjekt beim Erzeugen des Spektrums und eine Spektrometereinrichtung zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung zwischen der Spektrometereinrichtung und einem Messobjekt beim Erzeugen des Spektrums.
  • Stand der Technik
  • Bei gebräuchlichen Spektrometern können Spektren von Licht erzeugt werden, welches von einem Objekt abgestrahlt wird, etwa wenn dieses vorher mit Licht von einer Lichtquelle gezielt bestrahlt worden ist. Nach Reflexion an dem Objekt kann das Licht dann Informationen über die Materialien des Objekts enthalten. Das Messsignal an dem Spektrometer kann dabei einer Intensität des Lichts über einen variierenden Wellenlängenbereich entsprechen. Bedingt durch das Material, das Spektrometer selbst und/oder durch vorherrschende Oberflächentemperaturen kann auch, etwa bedingt durch die Lichtabsorption am Objekt, je nach Materialien eine bestimmte Variation des Messsignals für das jeweilige Objekt auftreten. Zur Ermittlung des Messsignals kann dann ein Mittelwert über die Variation erzeugt werden. Je nach Abstandsveränderung zwischen dem Spektrometer und dem Objekt kann eine Veränderung dieser Variation auftreten, da diese selbst vom Abstand abhängen kann, so kann etwa für größere Abstände eine geringere Intensität am Ort des Spektrometers gemessen werden, die Charakteristik der Variation kann aber ansonsten, auch bei verschiedenen Wellenlängen, gleich bleiben. Durch eine Abstandsveränderung kann es jedoch zu ungewollten Signalvariationen kommen und auch zu klaren Abweichungen von einer charakteristischen Welligkeit der ermittelten Intensität kommen. Daher ist eine Ermittlung eines Spektrums mit gleichbleibendem Abstand zwischen Spektrometer und Objekt wünschenswert.
  • In der EP 1936945 B1 wird eine Abtastvorrichtung mit elektronischer Abstandsregelung beschrieben. Ein Farbmesskopf kann einen wellenlängenselektiven Wandler als ein Spektrometer umfassen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung zwischen einer Spektrometereinrichtung und einem Messobjekt beim Erzeugen des Spektrums nach Anspruch 1 und eine Spektrometereinrichtung zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung zwischen der Spektrometereinrichtung und einem Messobjekt beim Erzeugen des Spektrums nach Anspruch 9.
  • Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, ein Verfahren zum Ermitteln eines Spektrums anzugeben, bei welchem auch eine Abstandsveränderung zwischen Spektrometereinrichtung und Messobjekt während der Messung des Spektrums erkannt werden kann, wobei für eine Überwachung der konstanten Position die benötigte Messzeit reduziert werden kann und Anforderungen an die Spektrometereinrichtung verringert werden können und somit ein Messaufwand, Zeit- und Geräteressourcen und Kosten gesenkt werden können.
  • Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung zwischen einer Spektrometereinrichtung und einem Messobjekt beim Erzeugen des Spektrums ein Einstellen einer ersten Empfangswellenlänge oder eines ersten Empfangswellenlängenbereiches für ein Licht vom Messobjekt; ein Detektieren des Lichts mit der ersten Empfangswellenlänge oder im ersten Empfangswellenlängenbereich über eine erste Messzeit am Anfang (Anfang der Ermittlung des Spektrums) oder vor dem Ermitteln des Spektrums und Erzeugen eines ersten Messsignals; ein Ermitteln des Spektrums des Lichts vom Messobjekt; ein Einstellen einer zweiten Empfangswellenlänge oder eines zweiten Empfangswellenlängenbereiches für das Licht vom Messobjekt; ein Detektieren des Lichts mit der zweiten Empfangswellenlänge oder im zweiten Empfangswellenlängenbereich über eine zweite Messzeit am Ende (Ende der Ermittlung des Spektrums) oder nach dem Ermitteln des Spektrums und Erzeugen eines zweiten Messsignals; und ein Vergleichen des ersten Messsignals und des zweiten Messsignals miteinander, wobei bei einem signifikanten Unterschied zwischen dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal die Abstandsveränderung zwischen der Spektrometereinrichtung und dem Messobjekt erkannt wird.
  • Zum Erzeugen des Spektrums kann das Messobjekt gezielt mit einem Licht einer oder mehrerer vorbestimmten Wellenlängen bestrahlt werden oder mit Umgebungslicht bestrahlt werden oder selbst ein Licht ausstrahlen.
  • Zum Durchführen der Ermittlung bei einem konstanten Abstand (zwischen Messobjekt und Spektrometereinrichtung) und der Überprüfung einer Abstandsveränderung kann vor und/oder nach dem tatsächlichen Ermitteln des Spektrums zu einer ersten und/oder zweiten Messzeit, etwa von ein paar Millisekunden, das Messsignal an einer bestimmten Wellenlänge oder an mehreren bestimmten Wellenlängen betrachtet werden. Dabei kann angenommen werden, dass wenn die charakteristische Variation (Hintergrundsignal variiert etwa durch Absorption oder andere thermische oder Materialeigenschaften abhängig von dem Abstand) des Messsignals über die erste Messzeit und über die zweite Messzeit gleich ist oder ein Unterschied dieser Messsignale (Variationen) unterhalb eines vorbestimmten Grenzwerts liegt, der Abstand zwischen der Spektrometereinrichtung und dem Messobjekt während der Messung, insbesondere auch während der zwischen der ersten Messzeit und der zweiten Messzeit erfolgten Ermittlung des Spektrums, konstant geblieben ist oder zumindest dessen Veränderung unterhalb eines tolerablen und vorbestimmten Grenzwerts geblieben ist.
  • Da für das Ermitteln des Spektrums die Empfangswellenlänge der Spektrometereinrichtung variiert wird, kann für die Überprüfung des Abstands jeweils für die erste Messzeit und für die zweite Messzeit deren bestimmte Wellenlänge oder Wellenlängenbereich eingestellt werden oder abgefahren werden. Die Spektrometereinrichtung kann dabei eine Filterwirkung aufweisen, welche nur ein Licht mit einer bestimmten Wellenlänge und zu einer bestimmten Zeit zu einem Detektor durchlässt. Dabei kann die Filterwirkung über verschiedene Wellenlängen verändert werden.
  • Das Messsignal kann, wie bereits erwähnt, eine Material- und Gerätespezifischen Hintergrundvariation aufweisen, welche von der Zeit und dem Abstand zum Messobjekt abhängen kann, und zumindest deren Mittelwert für den gleichen Abstand zwischen Spektrometer und Messobjekt stets gleich sein kann oder innerhalb einer gewissen vorbestimmten Toleranz variieren kann. Daher können bei einem gleichbleibenden Abstand das erste Messsignal und das zweite Messsignal gleich sein oder deren Unterschied, etwa über Zeit und Wellenlänge, geringer sein als ein vorbestimmter Grenzwert. Wenn deren Unterschied den Grenzwert übersteigt, so kann eine Abstandsveränderung während der Messung des Spektrums, welches zwischen der ersten und der zweiten Messzeit erfolgt, vorliegen, welche größer ist als eine vorbestimmte Toleranz. Typischerweise kann ein Nutzer die Messposition vor dem Beenden der Messung verlassen, oder die Messung (Spektrum) schon auslösen bevor die Messposition erreicht ist.
  • Ein dabei ermitteltes Spektrum kann Signalverfälschungen aufweisen und die Notwendigkeit für eine Korrektur oder Wiederholung der Messung des Spektrums kann gegeben sein. Wenn die Messsignal der ersten und zweiten Messzeit sich zwar unterscheiden, jedoch während deren Messung sich relativ zueinander nicht signifikant verändern, dann erfolgte eine Abstandsveränderung zwischen der ersten und der zweiten Messzeit und während der Ermittlung des Spektrums, wenn die Ermittlung des Spektrums direkt an die erste Messzeit anschließt und die zweite Messzeit direkt an die Ermittlung des Spektrums anschließt.
  • Durch einen Vergleich lediglich vor und nach dem Ermitteln des Spektrometers kann die Gesamtmesszeit gegenüber der bloßen Ermittlung des Spektrums nur geringfügig verlängert sein. Um eine derartig zur Spektrenmessung zusätzliche Abstandsveränderungsmessung durchführen zu können ist vorteilhaft nur ein geringer Mehraufwand für die Hardware nötig, etwa damit die Steuereinrichtung lediglich das erste und zweite Messsignal mit eine vorbestimmten Grenzwert für den Unterschied abgleichen kann. Hierbei wird die Gesamtmesszeit nur geringfügig verlängert, nur geringe Anforderungen an die Hardware (Steuereinrichtung) gestellt und somit auch die Zusatzkosten gering gehalten werden. Wenn also beide Messzeiten innerhalb einer Toleranz eine gleiche Signalcharakteristik und Intensitätsstärken aufweisen, ist vorteilhaft der Abstand auch beim Ermitteln des Spektrums und zwischen den beiden Messzeiten innerhalb einer Toleranz unverändert geblieben.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist der signifikante Unterschied vorhanden, wird insbesondere als solcher erkannt, wenn eine als erstes Messsignal ermittelte Intensität des vom Messobjekt empfangenen Lichts sich gegenüber einer als zweites Messsignal ermittelten Intensität des vom Messobjekt empfangenen Lichts um eine vorbestimmte Größe, und/oder um eine charakteristische Variation, unterscheidet.
  • Die vorbestimmte Größe kann somit einen Grenzwert für den Unterschied der gemessenen Intensitäten der ersten und der zweiten Messzeit darstellen und eine tolerable Abstandsveränderung darstellen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird an der Spektrometereinrichtung für das Ermitteln des Spektrums eine Filterwirkung über verschiedene Wellenlängen des empfangenen Lichts eingestellt.
  • Durch die gezielt eingestellte Filterwirkung kann Licht mit einer bestimmten Wellenlänge an einen Detektor weitergeleitet werden und die Intensität des Lichts bei dieser Wellenlänge gemessen werden und so das Spektrum über mehrere Wellenlängen ermittelt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die erste Empfangswellenlänge über die erste Messzeit am Anfang oder vor dem Ermitteln des Spektrums konstant gehalten.
  • Das Ermitteln des Spektrums kann sich direkt an die erste Messzeit anschließen und vor dem Ermitteln des Spektrums (Variation der Wellenlängen über den zu analysierenden Bereich) kann für eine bestimmte Wellenlänge das Verhalten der Intensität des Lichts vom Messobjekt beobachtet werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die zweite Empfangswellenlänge über die zweite Messzeit am Ende oder nach dem Ermitteln des Spektrums konstant gehalten.
  • Die zweite Messzeit kann sich direkt an das Ermitteln des Spektrums anschließen und nach dem Ermitteln des Spektrums (Variation der Wellenlängen über den zu analysierenden Bereich) kann für eine bestimmte Wellenlänge das Verhalten der Intensität des Lichts vom Messobjekt beobachtet werden und dann mit jenem Verhalten und der Intensität aus der ersten Messzeit verglichen werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Empfangswellenlänge für das Licht vom Messobjekt über die erste Messzeit am Anfang oder vor dem Ermitteln des Spektrums über den ersten Empfangswellenlängenbereich variiert.
  • Bei Variationen der Wellenlängen während der ersten und/oder zweiten Messzeit kann vorteilhaft zur Abstandsmessung
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Empfangswellenlänge für das Licht vom Messobjekt über die zweite Messzeit am Ende oder nach dem Ermitteln des Spektrums über den zweiten Empfangswellenlängenbereich variiert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Ermitteln des Spektrums des Lichts vom Messobjekt zwischen der ersten Messzeit und der zweiten Messzeit.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Spektrometereinrichtung zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung zwischen der Spektrometereinrichtung und einem Messobjekt eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, eine erste Empfangswellenlänge oder einen ersten Empfangswellenlängenbereich für ein Licht vom Messobjekt einzustellen; das Licht mit der ersten Empfangswellenlänge oder im ersten Empfangswellenlängenbereich über eine erste Messzeit am Anfang oder vor dem Ermitteln des Spektrums zu detektieren und ein erstes Messsignals zu erzeugen; das Spektrum des Lichts vom Messobjekt zu ermitteln; eine zweite Empfangswellenlänge oder einen zweiten Empfangswellenlängenbereich für das Licht vom Messobjekt einzustellen; das Licht mit der zweiten Empfangswellenlänge oder im zweiten Empfangswellenlängenbereich über eine zweite Messzeit am Ende oder nach dem Ermitteln des Spektrums zu detektieren und ein zweites Messsignals zu erzeugen; und das erste Messsignal und das zweite Messsignals miteinander zu vergleichen, wobei bei einem signifikanten Unterschied zwischen dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal die Abstandsveränderung zwischen der Spektrometereinrichtung und dem Messobjekt erkannt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Spektrometereinrichtung umfasst diese ein Fabry-Perot-Interferometer.
  • Durch das Fabry-Perot-Interferometer kann sich eine Vorrichtung mit einer variablen Messwellenlänge vorteilhaft einfach und präzise realisieren lassen und auch in Mikrobauweise, etwa als MEMS (mikroelektromechanisches Bauelement), realisieren lassen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Spektrometereinrichtung ist diese als ein Mikrospektrometer und/oder tragbar gefertigt.
  • Ein Mikrospektrometer lässt sich vorteilhaft einfach in Mobilgeräte, etwa Mobiltelefone, einbauen und kann dadurch nutzerfreundlich und einfach mitgetragen werden.
  • Erfindungsgemäß umfasst ein Mobiltelefon eine erfindungsgemäße Spektrometereinrichtung.
  • Das Verfahren kann sich auch durch die in Verbindung mit der Spektrometereinrichtung genannten Merkmale und deren Vorteile auszeichnen und umgekehrt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand des in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Spektrometereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • 2a eine schematische Darstellung eines Ermittelns eines Spektrums sowie eines Ermittelns einer Abstandsveränderung in einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • 2b eine schematische Darstellung eines Ermittelns eines Spektrums sowie eines Ermittelns einer Abstandsveränderung in einem Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • 3 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Spektrometereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die Spektrometereinrichtung 10 zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung d zwischen der Spektrometereinrichtung 10 und einem Messobjekt 1 beim Erzeugen des Spektrums, umfasst eine Steuereinrichtung SE, welche dazu eingerichtet ist, eine erste Empfangswellenlänge oder einen ersten Empfangswellenlängenbereich E1 für ein Licht vom Messobjekt 1 einzustellen; das Licht mit der ersten Empfangswellenlänge oder im ersten Empfangswellenlängenbereich E1 über eine erste Messzeit t1 am Anfang oder vor dem Ermitteln des Spektrums zu detektieren und ein erstes Messsignals M1 zu erzeugen; das Spektrum des Lichts vom Messobjekt 1 zu ermitteln; eine zweite Empfangswellenlänge oder einen zweiten Empfangswellenlängenbereich E2 für das Licht vom Messobjekt 1 einzustellen; das Licht mit der zweiten Empfangswellenlänge oder im zweiten Empfangswellenlängenbereich E2 über eine zweite Messzeit t2 am Ende oder nach dem Ermitteln des Spektrums zu detektieren und ein zweites Messsignals M2 zu erzeugen; und das erste Messsignal M1 und das zweite Messsignal M2 miteinander zu vergleichen, wobei bei einem signifikanten Unterschied zwischen dem ersten Messsignal M1 und dem zweiten Messsignal M2 die Abstandsveränderung d zwischen der Spektrometereinrichtung 10 und dem Messobjekt 1 erkannt wird.
  • Die Spektrometereinrichtung 10 kann dabei ein Fabry-Perot-Interferometer umfassen und etwa als Mikrospektrometer ausgeformt sein.
  • 2a zeigt eine schematische Darstellung eines Ermittelns eines Spektrums sowie eines Ermittelns einer Abstandsveränderung in einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Bei dem Ermitteln des Spektrums kann vorteilhaft eine empfangene Intensität des Lichts über verschiedene Wellenlängen betrachtet werden. Vorteilhaft kann dieses Ermitteln des Spektrums unmittelbar zwischen der ersten Messzeit t1 und der zweiten Messzeit t2 erfolgen. Die Spektrometereinrichtung kann dabei ein Fabry-Perot Interferometer umfassen und das empfangenen Licht vom Messobjekt über verschiedene Wellenlängen filtern. Da ein Abstand zwischen den Spiegeln des Fabry-Perot Interferometers die Filterwirkung bestimmt, zeigt die 2a eine Veränderung des Spiegelabstands b des Fabry-Perot Interferometers über die Messzeit t während der Ermittlung des Spektrums. Das obere Bild zeigt dabei einen üblichen Verlauf einer Spektrenermittlung an einem Fabry-Perot Interferometer, wobei an beispielhaften zwei Messzeiten der Spiegelabstand variiert wird, vorteilhaft zeitlich versetzt und dann in gleicher Weise. Unmittelbar vor und nach der Messung erfolgt üblicherweise keine zusätzliche Messung.
  • Nach dem unteren Bild erfolgt vor dem Ermitteln des Spektrums ein erfindungsgemäßes Einstellen einer ersten Empfangswellenlänge für ein Licht vom Messobjekt und ein Detektieren des Lichts mit der ersten Empfangswellenlänge über eine erste Messzeit t1 und ein Erzeugen eines ersten Messsignals M1. Da die erste Empfangswellenlänge hierbei konstant gehalten wird, wird dazu der erste Spiegelabstand b1 des Fabry-Perot Interferometers ebenso konstant gehalten. Danach erfolgt das Ermitteln des Spektrums und dadurch eine Vergrößerung des Spiegelabstands. Nach dem Ermitteln des Spektrums kann ein Einstellen einer zweiten Empfangswellenlänge für das Licht vom Messobjekt erfolgen und ein Detektieren des Lichts mit der zweiten Empfangswellenlänge über eine zweite Messzeit t2 nach dem Ermitteln des Spektrums und ein Erzeugen eines zweiten Messsignals M2 erfolgen. Da die zweite Empfangswellenlänge hierbei konstant gehalten wird, wird dazu der zweite Spiegelabstand b2 des Fabry-Perot Interferometers ebenso konstant gehalten.
  • Wenn der Abstand zwischen dem Messobjekt und der Spektrometereinrichtung sich während der ersten und zweiten Messzeit nicht signifikant ändert, werden das erste und das zweite Messsignal zumindest in deren Signalverlauf (Welligkeit) eine charakteristische Ähnlichkeit aufweisen, welche sich voneinander in deren Intensität auch um weniger als um eine vorbestimmte Größe unterscheidet. Auf diese Weise kann nur durch den Abgleich des ersten und des zweiten Messsignals eine Abstandsveränderung zwischen dem Messobjekt und der Spektrometereinrichtung erkannt werden, denn wenn sich während der ersten und zweiten Messzeit relativ zueinander keine signifikante Veränderung ergeben hat, so hat sich vorteilhaft auch zwischen der ersten Messzeit und der zweiten Messzeit (also beim Ermitteln des Spektrums) keine signifikante Abstandsveränderung ereignet, da die charakteristische Welligkeit der Intensität sich dann zwischen oder während der ersten und zweiten Messzeiten hätte irgendwann signifikant verändern müssen. Ist dies nicht messbar, so kann von einem gleichgebliebenen Abstand innerhalb einer vorbestimmten Größe ausgegangen werden. Ein Aufwand für eine Hardware und an den Speicherbedarf der Messsignale ist vorteilhaft deutlich verringert, da nur die beiden Messzeiten betrachtet werden müssen. Gegenüber der puren Messzeit für das Spektrum stellt die Ermittlung der etwaigen Abstandsveränderung nur eine sehr geringfügige Erhöhung der Messzeit dar.
  • 2b zeigt eine schematische Darstellung eines Ermittelns eines Spektrums sowie eines Ermittelns einer Abstandsveränderung in einem Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • In der 2b wird eine Darstellung analog zum unteren Bild der 2a gezeigt, wobei vor dem Ermitteln des Spektrums ein Einstellen eines ersten Empfangswellenlängenbereichs E1 für ein Licht vom Messobjekt und ein Detektieren des Lichts über den ersten Empfangswellenlängenbereich E1 über eine erste Messzeit t1 und ein Erzeugen eines ersten Messsignals M1 erfolgt.
  • Der erste Empfangswellenlängenbereich E1 kann dabei kleiner sein als der Wellenlängenbereich, über welchen das Spektrum ermittelt wird. Der erste Empfangswellenlängenbereich E1 kann sich in dessen Wellenlänge am Ende der ersten Messzeit direkt an die Startwellenlänge der Ermittlung des Spektrums anschließen oder dieser entsprechen. Ebenso kann dies für die erste Empfangswellenlänge der 2a gelten. Nach dem Ermitteln des Spektrums kann ein Einstellen eines zweiten Empfangswellenlängenbereichs E2 für ein Licht vom Messobjekt und ein Detektieren des Lichts über den zweiten Empfangswellenlängenbereich E2 über eine zweite Messzeit t2 und ein Erzeugen eines zweiten Messsignals M2 erfolgen. Hierbei können mehrere Wellenlängen über den ersten und zweiten Empfangswellenlängenbereich abgefahren werden. Der zweite Empfangswellenlängenbereich E2 kann sich in dessen Wellenlänge am Anfang der zweiten Messzeit direkt an die Endwellenlänge der Ermittlung des Spektrums anschließen oder dieser entsprechen. Die Differenzen des ersten Messsignals und des zweiten Messsignals können vorteilhaft gering sein, um besser auf die Abstandsveränderung schließen zu können.
  • 3 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Bei dem Verfahren zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung zwischen einer Spektrometereinrichtung und einem Messobjekt beim Erzeugen des Spektrums, erfolgt ein Einstellen S1 einer ersten Empfangswellenlänge oder eines ersten Empfangswellenlängenbereiches für ein Licht vom Messobjekt; ein Detektieren S2 des Lichts mit der ersten Empfangswellenlänge oder im ersten Empfangswellenlängenbereich über eine erste Messzeit am Anfang der vor dem Ermitteln des Spektrums und Erzeugen eines ersten Messsignals; ein Ermitteln S3 des Spektrums des Lichts vom Messobjekt; ein Einstellen S4 einer zweiten Empfangswellenlänge oder eines zweiten Empfangswellenlängenbereiches für das Licht vom Messobjekt; ein Detektieren S5 des Lichts mit der zweiten Empfangswellenlänge oder im zweiten Empfangswellenlängenbereich über eine zweite Messzeit am Ende oder nach dem Ermitteln des Spektrums und Erzeugen eines zweiten Messsignals; und ein Vergleichen S6 des ersten Messsignals und des zweiten Messsignals miteinander, wobei bei einem signifikanten Unterschied zwischen dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal die Abstandsveränderung zwischen der Spektrometereinrichtung und dem Messobjekt erkannt wird.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1936945 B1 [0003]

Claims (12)

  1. Verfahren zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung (d) zwischen einer Spektrometereinrichtung (10) und einem Messobjekt (1) beim Erzeugen des Spektrums, umfassend die Schritte: - Einstellen (S1) einer ersten Empfangswellenlänge oder eines ersten Empfangswellenlängenbereiches (E1) für ein Licht vom Messobjekt (1); - Detektieren (S2) des Lichts mit der ersten Empfangswellenlänge oder im ersten Empfangswellenlängenbereich (E1) über eine erste Messzeit (t1) am Anfang oder vor dem Ermittelns des Spektrums und Erzeugen eines ersten Messsignals (M1); - Ermitteln (S3) des Spektrums des Lichts vom Messobjekt (1); - Einstellen (S4) einer zweiten Empfangswellenlänge oder eines zweiten Empfangswellenlängenbereiches (E2) für das Licht vom Messobjekt (1); - Detektieren (S5) des Lichts mit der zweiten Empfangswellenlänge oder im zweiten Empfangswellenlängenbereich (E2) über eine zweite Messzeit (t2) am Ende oder nach dem Ermitteln des Spektrums und Erzeugen eines zweiten Messsignals (M2); und - Vergleichen (S6) des ersten Messsignals (M1) und des zweiten Messsignals (M2) miteinander, wobei bei einem signifikanten Unterschied zwischen dem ersten Messsignal (M1) und dem zweiten Messsignal (M2) die Abstandsveränderung (d) zwischen der Spektrometereinrichtung (10) und dem Messobjekt (1) erkannt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der signifikante Unterschied vorhanden ist, wenn eine als erstes Messsignal (M1) ermittelte Intensität des vom Messobjekt (1) empfangenen Lichts (L) sich gegenüber einer als zweites Messsignal (M2) ermittelten Intensität des vom Messobjekt (1) empfangenen Lichts (L) um eine vorbestimmte Größe unterscheidet.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welchem an der Spektrometereinrichtung (10) für das Ermitteln des Spektrums eine Filterwirkung über verschiedene Wellenlängen des empfangenen Lichts (L) eingestellt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die erste Empfangswellenlänge über die erste Messzeit (t1) am Anfang oder vor dem Ermitteln des Spektrums konstant gehalten wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die zweite Empfangswellenlänge über die zweite Messzeit (t2) am Ende oder nach dem Ermitteln des Spektrums konstant gehalten wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem eine Empfangswellenlänge für das Licht (L) vom Messobjekt (1) über die erste Messzeit (t1) am Anfang oder vor dem Ermitteln des Spektrums über den ersten Empfangswellenlängenbereich (E1) variiert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6, bei welchem eine Empfangswellenlänge für das Licht (L) vom Messobjekt (1) über die zweite Messzeit (t2) am Ende oder nach dem Ermitteln des Spektrums über den zweiten Empfangswellenlängenbereich (E2) variiert wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem das Ermitteln (S3) des Spektrums des Lichts vom Messobjekt (1) zwischen der ersten Messzeit (t1) und der zweiten Messzeit (t2) erfolgt.
  9. Spektrometereinrichtung (10) zum Ermitteln eines Spektrums und zum Erkennen einer Abstandsveränderung (d) zwischen der Spektrometereinrichtung (10) und einem Messobjekt (1) beim Erzeugen des Spektrums, umfassend eine Steuereinrichtung (SE), welche dazu eingerichtet ist, - eine erste Empfangswellenlänge oder einen ersten Empfangswellenlängenbereich (E1) für ein Licht vom Messobjekt (1) einzustellen; - das Licht mit der ersten Empfangswellenlänge oder im ersten Empfangswellenlängenbereich (E1) über eine erste Messzeit (t1) am Anfang oder vor dem Ermitteln des Spektrums zu detektieren und ein erstes Messsignal (M1) zu erzeugen; - das Spektrum des Lichts vom Messobjekt (1) zu ermitteln; - eine zweite Empfangswellenlänge oder einen zweiten Empfangswellenlängenbereich (E2) für das Licht vom Messobjekt (1) einzustellen; - das Licht mit der zweiten Empfangswellenlänge oder im zweiten Empfangswellenlängenbereich (E2) über eine zweite Messzeit (t2) am Ende oder nach dem Ermitteln des Spektrums zu detektieren und ein zweites Messsignal (M2) zu erzeugen; und - das erste Messsignal (M1) und das zweite Messsignals (M2) miteinander zu vergleichen, wobei bei einem signifikanten Unterschied zwischen dem ersten Messsignal (M1) und dem zweiten Messsignal (M2) die Abstandsveränderung (d) zwischen der Spektrometereinrichtung (10) und dem Messobjekt (1) erkannt wird.
  10. Spektrometereinrichtung (10) nach Anspruch 9, welche ein Fabry-Perot-Interferometer umfasst.
  11. Spektrometereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, welches als ein Mikrospektrometer und/oder tragbar ausgeformt ist.
  12. Mobiltelefon (100) umfassend eine Spektrometereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11.
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