DE19950176B4 - Verfahren und Einrichtung zum Bestimmen der spektralen Zusammensetzung und daraus ableitbarer farbmetrischer Kenngrößen von selbststrahlenden oder reflektivstrahlenden Objekten - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Messen von Spektren, Farbort und Leuchtdichte der von einem Test-Objekt ausgehenden Strahlung als Funktion der Beobachtungsrichtung ohne Erfordernis mechanischer Filtereinstellungen, indem ein stufenlos elektrisch durchstimmbares optisches Filter mit Farb-Bandpaßcharakteristik von zueinander parallelen Elementarstrahlen durchquert wird, die konisch – aber in sich parallel – von einem Meßfleck auf dem Test-Objekt im objektseitigen Brennpunkt einer Sammel-Linse ausgehend mittels dieser Sammel-Linse in die bildseitige Brennebene als der Bildebene fokussiert werden, die ihrerseits auf ein nicht farbempfindliches Detektor-Array projiziert wird, mit Anordnung des durchstimmbaren Filters hinter und eines Depolarisators vor der Bildebene.

Description

• Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren zum Bestimmen der blickrichtungsabhängigen spektralen Zusammensetzung und daraus ableitbarer farbmetrischer Kenngrößen von selbststrahlenden oder reflektiv strahlenden Objekten sowie Einrichtungen zum Ausüben des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 und 2.
• Aus der DE 25 22 942 A1 ist ein Spektralgerät zum Messen der Charakteristiken von Lichtsignalen bekannt, in dem ein variabler Teil des von der Lichtquelle ausgesandten Gesamtspektrums über ein Filter ausgewählt wird. Um bei guter Sperrcharakteristik einen für die zu analysierenden Signale hinreichenden geometrischen Fluß (Lichtmenge) über das Filter zu erreichen, wird eine Kombination aus einem abstimmbaren akusto-optischen Element (TOF) mit seinem Durchlaßbereich großer Bandbreite zwischen ausgeprägten Nebenmaxima, der elektronisch variierbar ist, zum Unterdrücken jener Nebenmaxima in Serie mit wenigstens einem Fabry-Perot-Doppelplatteninterferometer (ETALON) eingesetzt, das eine periodische Bandpaßcharakteristik von jeweils sehr viel geringerer Bandbreite als der des TOF aufweist, deren Schwerpunkte weiter als die Bandbreite des TOF auseinander liegen. Deshalb müssen beide Filter mit für den jeweils interessierenden schmalen Spektralanteil aufwendig anzupassenden Filterkurven betrieben werden, um den benachbarten Durchlässigkeitsbereich des ETALON in den Spektralbereich einer der Nullstellen des TOF zu legen. Das ist in der Praxis aber nicht kontinuierlich, sondern bauartbedingt nur für ganz bestimmte Frequenzen erreichbar, weil die Nullstellen-Abstände des TOF frequenzabhängig sind, weshalb eine kontinuierliche Messung über den interessierenden Spektralbereich nicht möglich ist. Von wesentlichem Nachteil für die praktische Realisierung einer reproduzierbaren Meßserie ist darüber hinaus, daß für die Frequenzabstimmung des ETA-LON – will man auf den funktional kritischen mechanischen Eingriff in dessen Spiegelanordnung verzichten – eine definierte Schwenkbewegung in einem dünn fokussierten Lichtstrahl vom TOF zu einem einkanaligen Photometer (Photomultiplier) ausführen muß. Eine Aussage in Abhängigkeit von der Blickrichtung auf die strahlende Probe ist schließlich schon deshalb nicht ohne weiteres mit dieser vorbekannten Anordnung erzielbar, weil hinter dem gekippten ETALON Strahlen unterschiedlicher Wellenlänge in unterschiedlichen Abgangswinkeln auftreten. Die Wellenlänge des vom Photometer aufgenommenen Lichts hängt also vom momentanen Durchtrittswinkel des davor im Strahlengang gelegenen ETA-LON ab. Für rasche und reproduzierbare Spektralmessungen zum blickrichtungsabhängigen Gewinnen von farbmetrischen Kenngrößen ist jenes vorbeschriebene, für die darin erforderliche variable Filterabstimmung extrem aufwendig zu betreibende Spektralgerät deshalb praktisch ungeeignet. Vor allem aber ermöglicht es mit seinem einkanaligen Photometer keine Spektralanalyse des betrachteten Objektes, also eines zweidimensionalen Bildes.
• Für die hier interessierenden Messungen begnügt man sich deshalb bisher mit austauschbaren Farbfiltern. Solche Maßnahmen sind etwa aus den Beiträgen von I. Ghilczy et al „Tristimulus colorimetry with CCD cameras for video display units" in Proc. Eurodisplay 1993, Beitrag VIQ-P6 (Seiten 427 bis 430), oder von I. Réti et al „Filter matching for imaging colorimetry" in Optical Engineering Vol.32 No.10 Seiten 2578 bis 2580, bekannt. Sie beruhen darauf, typisch drei (u.U. auch vier) individuell angepaßte Farbfilter nacheinander in den Strahlengang vom Test-Objekt zum Helligkeitsmeßgerät hineinzuschwenken und so die aktuelle Helligkeit für die jeweilige dieser drei (oder vier) Grundfarben zu erfassen.
• Die Anpassung der spektralen Empfindlichkeit der drei (oder vier) Kanäle an die dort dargestellte Spektralwertfunktionen CIE x(lambda), y(lambda) und z(lambda) muß aber insbesondere für die hier vorrangig interessierende Messung der farbmetrischen Charakteristika von Selbstleuchtern, zu denen auch elektronische Bildschirme auf der Basis der Kathodenstrahlröhren oder auf der Basis von hinterleuchteten Flüssigkristall-Anzeigen gehören, sehr genau erfolgen (H. Terstiege, D. Gundlach, "Characterizing the quality of colori meters", SID 1991 Digest, pp. 641). Um eine solche Anpassung durchzuführen, müssen deshalb die spektralen Empfindlichkeiten der Detektorelemente sehr genau ermittelt werden, was einen sehr zeitraubenden und arbeitsintensiven Anpassungsprozeß bedingt (vergleiche I. Réti, et.al.).
• Die Genauigkeit einer spektralen Anpassung der opto-elektrischen Empfänger im Meßgerät mit vorgeschalteten Farbglasfiltern läßt sich zwar um so genauer realisieren, je kleiner die Gesamttransmission der Filter wird. Damit wird aber das Signal-Rausch-Verhältnis der Meßeinrichtung oft unzulässig verschlechtert.
• Eine weitere in der Praxis stark einschränkende Randbedingung ist durch die Forderung gegeben, daß alle Filter, die z.B. für eine Kamera als dem Intensitäts-Meßgerät gefertigt werden, gleiche optische Dicke aufweisen müssen, damit die Fokuslage der Abbildung auf dem Detektor-Array der Kamera bei allen Filtern die gleiche bleibt.
• Trotz aller Aufwendungen kann eine spektrale Anpassung mit Farbglasfiltern bei hinreichender Genauigkeit nur jeweils für eine spezifische spektrale Detektorempfindlichkeit durchgeführt werden. Jegliche Abweichung von dieser, der Anpassung zugrunde gelegten, Empfindlichkeitsfunktion bedingt einen neuen zeitaufwendigen Anpassungs- und Optimierungsprozeß für alle im Strahlengang vor dem Meßgerät zu verwendenden Filter.
• Jedoch ist nicht nur die Erfassung von farbmetrischen Charakteristika einer strahlenden Fläche von technischem Interesse; immer stärker trifft man auch eine manchmal durchaus gewollte, andererseits aber nur schwer zu vermeidende Verschiebung von Farbeindrücken mit der Betrachtungsrichtung an. Solche Effekte werden beispielsweise zur Erhöhung der Fälschungssicherheit von Geldscheinen und anderen Dokumenten durch Anwendung von Sicherheits-Druckfarben oder -Schreibtinten eingesetzt, aber auch zur Erhöhung der Attraktivität von Konsumgüter-Produkten wie im Falle etwa der Effektlacke bei Automobilen oder tragbaren Telefonen; oder man erfährt sie als nicht-ideale, ungewollte, aber durch technische Zusammenhänge gegebene Abhängigkeiten, wie zum Beispiel in Form der Verschiebung von Farbeindruck und Leuchtdichte in Abhängigkeit von der Betrachtungsrichtung bei Bildschirmen auf der Basis von Flüssigkristall-Zellen.
• Zum technologischen Hintergrund sei darauf verwiesen, daß bei allen bisher bekannten Verfahren zur spektralen Zerlegung, die mit Gittern oder Prismen arbeiten, das Eingangssignal auf einen Eintrittsspalt abgebildet werden muß, da die Zerlegung in unterschiedliche Wellenlängen nur in jeweils einer Richtung stattfindet, nämlich senkrecht zur Spaltrichtung. Etwas Zweidimensionales, also eine Flächen- oder Bildinformation, kann mit all den vorbekannten Spektralapparaten deshalb nicht übertragen und analysiert werden. Auch ist das bekannte „tunable acusto-optical filter" nicht zu einer störungsfreien Bildübertragung bei gleichzeitiger Einstellbarkeit des Transmissionsspektrums in der Lage. Die mit einem „Fabry-Perot-Etalon" grundsätzlich mögliche Spektralzerlegung einer Zeileninformation wäre nur auf eine aus einem Bild heraus isolierte einzelne Zeile anwendbar, ein bildübertragendes Spektrometer ist auch damit nicht zu erstellen.
• Allgemein ist es aber oft wünschenswert, aus der Aufnahme einer zweidimensionalen Strahlungsverteilung lichttechnische Kennwerte wie etwa die Leuchtdichte oder die Farbkoordinaten bestimmen zu können, um so den apparativen und zeitlichen Aufwand des herkömmlichen flächigen Abtastens mittels motorisch gesteuerter mechanischer Filter-Verstellelemente im Strahlengang vom Objekt zum Meßgerät reduzieren zu können. In der Erkenntnis dieser Anforderungen der Praxis, auch etwa hinsichtlich schnell aber reproduzierbar durchzuführender Messungen von Farbort und Leuchtdichte beliebiger Testobjekte (emissiver, transmissiver und reflektiver Art) als Funktion der Betrachtungsrichtung ohne aufwendige motorisierte mechanische Detektor-Verstellelemente und simultan zum gleichen Zeitpunkt oder zumindest zeitnah (um so Intensitätsvariationen während eines zeitlich ausgedehnten Abtastvorgangs auszuschließen), liegt die Aufgabenstellung zu vorliegender Erfindung.
• Diese Aufgabe ist gemäß den Hauptansprüchen dadurch gelöst, daß die Messung nicht mehr aus einer Meßserie mit typisch drei (oftmals vier, wahlweise auch mehreren zehn wie z.B. 40 Filtern) alternativ in den Strahlenweg eingeschwenkten diskreten Filter besteht. Vielmehr wird nun auf einen mechanischen Filterwechsel ganz verzichtet und statt dessen ein als solches bekanntes elektrisch durchstimmbares optisches Bandpass-Filter (ein sog. Monochromator) in einem konoskopischen Strahlengang eingesetzt, um jeweils mit einer Messung für alle in Betracht kommenden Beobachtungsrichtungen bezüglich des Objekts gleichzeitig bei stufenlos variierbarer Farbvorgabe genaue farbmetrische Beschreibungen aufnehmen zu können. Dabei wird zugleich die Richtungsabhängigkeit der Farbsättigung mit erfaßt, indem konisch vom Test-Objekt ausgehende, in sich parallele Bündel von Elementarstrahlen zunächst mittels einer großaperturigen Sammel-Linse als „konoskopische Figur" in deren bildseitiger Fokalebene abgebildet werden, um dann diese depolarisiert durch das Farb-Filter mit elektrisch durchstimmbarem optischem Bandpaßverhalten hindurch auf ein Detektor-Array zu projizieren.
• So können ohne bewegliche Elemente oder Einstellungserfordernisse im Strahlengang für alle Betrachtungsrichtungen die unterschiedlichen Farbintensitäten, also die objektspezifischen Richtungsabhängigkeiten von Leuchtdichte und Farbe gleichzeitig selektiv aufgenommen werden, da die konisch von einem Flächenelement am Test-Objekt ausgehenden, in sich parallelen Elementarstrahlenbündel mittels der großaperturigen fokussierenden Optik strahlengeometrisch so transformiert werden, daß jeder Punkt in der hinteren Brennebene der Transformationslinse einer Ausbreitungsrichtung des von dem Meßfleck kommenden Lichtes entspricht. Die so entstehende farbige Abbildung, "konoskopische Figur" genannt, enthält die komplette Information über die Variation von Leuchtdichte und Farbe des vom Meßfleck ausgehenden Lichts in Abhängigkeit von der Betrachtungsrichtung in einer zweidimensionalen Darstellung und wird für eine quantitative Auswertung nach Farbe und Intensität (Leuchtdichte) auf das Detektor-Array des nachfolgenden Meßgerätes projiziert.
• Diese im Rahmen vorliegender Erfindung angewandte Transformation von Lichtausbreitungsrichtungen in die flächige Darstellung einer konoskopische Figur mittels einer Linse mit großer Apertur ist aus der DE-AS 1 472 290 (dort insbesondere 2) als solche vorbekannt und wird gemäß der DE 196 37 131 A1 zum Beurteilen des Reflexionsverhaltens elektrooptischer Anzeigeelemente angewandt. Die Transformationsoptik fokussiert die einzelnen vom erfaßten Flächenelement des Test-Objektes konisch ausgehend in sich parallelen Elementarstrahlenbündel in eine Abbildungsebene, in welcher dann jeder Punkt strahlengeometrisch der Abstrahlrichtung eines der Strahlenbündel zugeordnet ist.
• Bei dem Verfahren und der Einrichtung zum Bestimmen der spektralen Zusammensetzung und daraus ableitbarer farbmetrischer Kenngrößen von selbststrahlenden, transmittierenden oder reflektivstrahlenden Objekten werden, insoweit vergleichbar, nach vorliegender Erfindung die Intensitäten der vom Test-Objekt aufnehmbaren Strahlung jeweils für alle Beobachtungsrichtungen gleichzeitig über eine Mehrzahl von Strahlenbündeln für unterschiedliche Spektralbereiche nacheinander durch ein unmittelbar elektrisch einstellbares Farb-Filter hindurch gemessen. Hierbei kann der Abstand der Mittenwellenlängen des optischen Bandpasses den jeweiligen Erfordernissen und Genauigkeitsansprüchen angepaßt werden und so die zur Messung und Auswertung erforderliche Zeitdauer optimiert werden. Diese Lösung zeichnet sich deshalb durch genauere Arbeitsweise bei dennoch größerer Zuverlässigkeit des Meßergebnisses aus, verglichen mit dem herkömmlichen, sukzessiven Einschwenken von drei oder vier individuellen Farbfiltern in den Strahlengang zunächst zum Kalibrieren und dann auch wieder zum Messen; und auch verglichen mit der ohnehin nur diskreten Frequenzabstimmung bei einer Serienschaltung aus Monochromator und zu verschwenkendem ETALON im Einzelstrahl.
• Zusätzliche Weiterbildungen und Alternativen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung eines auf das Wesentliche abstrahierten Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Die einzige Figur der Zeichnung zeigt das Prinzip des erfindungsgemäßen Einsatzes eines durchstimmbaren Farbfilters im Strahlengang hinter einem Test-Objekt, dessen farbmetrischen Kennwerte über einen opto-elektrischen Wandler ermittelt werden.
• Im Strahlengang 11 zwischen einem Test-Objekt 12 und einem Meßgerät 13 liegt ein einstellbares Farb-Filter 14. Das Test-Objekt 12 ist eine beispielsweise im sichtbaren Spektrum wirkende Strahlungsquelle. Diese kann gleichermaßen etwa als strahlungsemittierende Halbleiterdiode selbst-strahlend (also optisch aktiv) oder als Flüssigkristallanordnung transmissiv strahlend bzw. als bedruckte Oberfläche reflektierend (also optisch passiv) sein. Das Meßgerät 13 ist der Strahlenausbreitung entgegen gerichtet, nimmt also die Abstrahlung vom Test-Objekt 12 durch das Filter 14 hindurch auf. Dieses dient als elektrisch einstellbarer optischer Bandpaß und beschränkt dadurch die Messung auf einen bestimmten auswählbaren Spektralanteil der Strahlung von der Strahlungsquelle.
• Wenn der auszumessende Spektralanteil des das Meßgerät 13 erreichenden Lichts geändert werden soll, um die Strahlungsintensität des Test-Objekts 12 auch für andere Spektralgebiete zu erfassen, wird somit nun im Gegensatz zu den Vorkehrungen nach dem Stand der Technik das Filter 14 nicht mehr körperlich ausgetauscht, sondern es wird erfindungsgemäß ein Filter 14 angewandt, dessen spektrale Durchlaßcharakteristik sich mittels einer elektrischen Ansteuerung 15 kontinuierlich verändern läßt. Wenn auch das Meßgerät 13 möglichst unabhängig von der momentanen Intensität der aufgenommenen Strahlung arbeitet, wird doch vorzugsweise die Mittenwellenlänge 29 der momentanen Farbvorgabe aus der Ansteuerung 15 auch in das Meßgerät 13 bzw. in eine ihm nachgeschaltete Auswerte-Elektronik 28 eingegeben, schon um für weitere Auswertungen die aktuell gemessene Strahlungsintensität in einem vom Meßgerät 13 oder der Auswerte-Elektronik 28 auszugebenden Meßprotokoll der momentanen Durchlaßwellenlänge des Filters 14 zuordnen zu können.
• Die in der Praxis unvermeidbaren Nichtidealitäten der spektralen Transmission des optischen Filters 14 mit Bandpaßverhalten werden einmal zusammen mit der nicht-ideal konstanten spektralen Empfindlichkeit der Empfängeranordnung des Meßgerätes 13 individuell für jede Kombination von Filter 14 und Empfänger 13 als Funktion der Wellenlänge der Strahlung ausgemessen und können dann bei der Auswertung numerisch kompensiert werden.
• Ein solches elektrisch durchstimmbares Filter 14 mit Farb-Bandpaßverhalten kann eine Interferometeranordnung sein, wie sie unter der Handelsbezeichnung „SpectraCube" am Markt ist. Für den Einbau in den Strahlengang 11 vorteilhafter, da flacher bauend, sind die sog. Lyot- oder Solc-Elemente als Filter 14 mit elektrisch steuerbaren doppelbrechenden Elementen.
• Mittels eines einzelligen Meßgerätes 13 können die farbmetrischen Kenngrößen eines Test-Objektes 12 für das Integral der Strahlungsintensität von dessen erfaßter Elementarfläche 21 ermittelt werden, nämlich über alle Abstrahlungs- oder Betrachtungsrichtungen dieser Elementarfläche 21 gemittelt. Für eine richtungsselektive Messung dagegen wird die konisch sich aufweitende Abstrahlung 20 – 20 vom Test-Objekt 12 mittels einer dafür hinreichend großaperturigen Konvergenz- oder Sammel-Linse 17 in deren bildseitige Fokus- oder Abbildungsebene, nachstehend als Bildebene 18 bezeichnet, projiziert. In dieser entspricht dadurch, also aufgrund der Strahlengeometrie durch die Sammel-Linse 17, jeder Abbildungs-Punkt 19 dem Abstrahlwinkel eines der Elementar-Strahlen 20, die emissiv oder reflektiv vom Test-Objekt 12 ausgehen. Die dadurch in der Bildebene 18 erzeugte sog. konoskopische Figur wird mittels einer zweiten Optik 22 auf ein nun nicht einzellig arbeitendes Meßgerät, sondern auf ein Array-Meßgerät 13 projiziert, etwa eine nicht farbempfindliche CCD-Flächenkamera. Dadurch ist dort jedes deren Empfänger- oder Detektorelemente (in der Skizze nicht eigens dargestellt) einem bestimmten Abbildungs-Punkt 19 (oder mehreren einander benachbarten Abbildungs-Punkten 19, über deren Intensitäten dann in diesem Detektorelement gemittelt wird), und somit auch einer bestimmten Abstrahlrichtung am Test-Objekt 12 (bzw. einem engen Bündel von Abstrahlrichtungen) strahlengeometrisch eindeutig zugeordnet. Das elektrische Ausgangssignal 24 des jeweiligen Detektorelementes im Detektor-Array des Meßgerätes 13 ist deshalb ein Maß für die Strahlungsintensität in der bestimmten Richtung des diesem Abbildungs-Punkt 19 zugeordneten Elementar-Strahles 20 über einen gewissen engen Spektralbereich, der am Filter 14 eingestellt wurde.
• Durch Blenden 23 im Strahlengang 11 können je nach deren Apertur und Positionierung bezüglich der optischen Systemachse die Lage und Größe der auf dem Test-Objekt 12 erfaßten Elementarfläche 21 bestimmt oder bestimmte Abbildungs-Punkte 19 – also ausgewählte Elementarstrahlrichtungen 20 vom Objekt 12 – ausgeblendet werden. Beispielsweise führt eine Blende 23 im Bereich der konoskopischen Figur, da in deren Abbildungsebene 18 jeder Punkt einer spezifischen Ausbreitungsrichtung des Lichtes 20 entspricht, zum Ausblenden bestimmter Betrachtungsrichtungen, die dadurch von der Messung ausgeschlossen werden. So kann für die Messung eine Beschränkung auf bestimmte bevorzugte Betrachtungsrichtungen erfolgen. Andererseits kann auch eine Blende 23 so angeordnet werden, daß sie in der Ebene 18 des Objektbildes – und damit für die Auswertung über das Detektor-Array des Meßgerätes 13 etwa in Form einer CCD-Kamera – zur Begrenzung des dargestellten, also des meßtechnisch erfaßten Flächenelementes 21 führt.
• Da durchstrahlbare Gegenstände mit doppelbrechenden Eigenschaften wie die erwähnten Solc-Elemente als Filter 14 zum visuellen Sichtbarmachen der Effekte der optischen Doppelbrechung mit linearen Polarisatoren ausgestattet sind, können die Messungen störende Effekte auftreten, wenn auch das Objekt 12 linear polarisiertes Licht liefert, wie im Falle der mit Polfolien (Polarisator und Analysator) belegten Flüssigkristall-Displays als den Test-Objekten 12. Deshalb liegt dann in dem – über das durchstimmbare optische Filter 14 mit Bandpaßcharakteristik verlaufenden – Strahlengang 11 ein Depolarisator 16, wie er als Quarz-(Keil-)Platte oder als Lichtleitfaser-Platte handelsüblich ist. Ein Depolarisator 16, der nicht aus diskreten Elementen zusammengesetzt ist, wie z.B. im Falle der Quarz-(Keil-)Platten, kann an grundsätzlich beliebigen Stellen im richtungsselektiv erfaßten Strahlengang 11 angebracht werden. Wenn der Depolarisator 16 aber ein regelmäßiges flächiges Muster aufweist (wie z.B. die Pixelstruktur im Querschnitt einer Glasfaserplatte), dann wird ein solcher Depolarisator 16 in der Nähe der Stelle angebracht, wo im Strahlen gang 11 die auf das Meßgerät 13 abzubildende konoskopische Figur – als das von der großaperturigen Sammel-Linse 17 erzeugte reelle Bild der Abstrahlung 20 – 20 vom Objekt 12 – vorliegt, wie insbesondere in der hinteren Brennebene als der Bildebene 18 der Sammel-Linse 17.
• Zur Korrektur des nichtidealen Verhaltens der gesamten Meßanordnung 13 über dem Strahlengang 11 kann die Emission einer nach spektraler Intensitätsverteilung bekannten Referenzquelle als Test-Objekt 12 ausgemessen und damit eine spektrumsabhängige Tabelle erstellt werden, die dann bei der Verarbeitung der Ausgangssignale 24 im Rechner der Auswerte-Elektronik 28 zum rechnerischen Ausgleich des nichtidealen Verhaltens der Gesamtanordnung dient. Im Gegensatz zu den herkömmlicherweise eingesetzten diskreten Farbfiltern auf Farbglas-Basis, bei deren Verwendung alle Detektorelemente des Meßgerätes 13 untereinander gleich sein müssen, um für verschiedene Spektralbereiche und für verschiedene Beobachtungsrichtungen miteinander vergleichbare Meßergebnisse zu erzielen, kann deshalb nach diesem erfindungsgemäßen Verfahren jedes einzelne Meßgerät 13 sehr genau auf die in der Praxis nie idealen Eigenschaften des verwendeten Detektorelemente (z.B. hinsichtlich ihrer unterschiedlichen spektralen Empfindlichkeiten) kalibriert werden.
• Über die konoskopische Abbildung in der Bildebene 18 ist also im Detektor-Ausgangssignal 24 die spezifische spektrale Abhängigkeit enthalten, wenn sich im Strahlengang 11 das elektrisch durchstimmbare optische Filter 14 mit Bandpaßverhalten befindet. Auch das ist vorzugsweise wie dargestellt in der Nähe der Abbildungsebene 18 für die konoskopische Figur plaziert, aber ggf. hinter dem Depolarisator 16, damit unpolarisiertes Licht innerhalb der apparativ gegebenen geometrischen Grenzen durch das Filter 14 hindurchtreten kann. Je nach der Konstruktion und Anordnung der Sammel-Linse 17 als der konoskopischen Optik im Detail kommen aber auch andere Stellen im Strahlengang 11 für die Lage des durchstimmbaren optischen Bandpaß-Filters 14 samt davorgelegenem Depolarisator 16 in Betracht (z.B. an den Orten weiterer Bilder der konoskopischen Figur oder des Objektes 12).
• Zur Messung der spektralen Verteilung des – beispielsweise von Objekten 12 wie Banknoten bzw. von Konsumgütern oder Printmedien mit sicherheitstechnischen bzw. mit dekorativen Druckbildern – reflektierten Lichts in spektraler Abhängigkeit von der Betrachtungs richtung wird das reflektierende Test-Objekt 12 zunächst mit einem Lichtbündel von einstellbarer Geometrie beleuchtet, in dessen Grundfläche das Test-Objekt 12 liegt. Diese Bestrahlung 25 wird zweckmäßigerweise dadurch erzielt, daß ein variabel geneigter paralleler Strahl weißen Lichts dem oben besprochenen Strahlengang 11 entgegen, also von der Sammel-Linse 17 her gegen die Oberfläche des Test-Objektes 12 gerichtet wird. Das wird vorzugsweise wie zeichnerisch skizziert über einen nahe der ersten Bildebene 18 quer zum Strahlengang 11 verschiebbaren Projektor mit divergierendem Licht durch die Sammel-Linse 17 hindurch realisiert. Der Projektor seinerseits wird dafür zweckmäßigerweise über einen flexiblen Lichtleiter 31 aus einer abseits angeordneten Lichtquelle 30 gespeist (wie diesbezüglich, und auch hinsichtlich einer Bestrahlungsalternative, detaillierter in der eigenen DE 1 96 37 131 A1 näher beschrieben; worauf hier zur Vermeidung von Wiederholungen voll-inhaltlich Bezug genommen wird).
• Bei einem translucenten Test-Objekt 12 dagegen wird vorteilhafterweise konzentrisch zur optischen Achse des System-Strahlenganges 11 ein konvergierendes Bündel weißen Lichts von hinten direkt auf das Test-Objekt 12 fokussiert; oder es wird in oder nahe bei der rückwärtigen, (in der Zeichnung links, nicht dargestellt) hinter dem Test-Objekt 12 gelegenen Brennebene einer Linse paralleles weißes Licht auf das Test-Objekt 12 fokussiert. Alternativ kann das Test-Objekt 12 aber auch durch eine flächig gleichmäßig diffus abstrahlende Beleuchtungseinrichtung hinterleuchtet werden, um die richtungsabhängig auszumessende geneigte Abstrahlung 20 zu erzielen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Messen von Spektren, Farbort und Leuchtdichte der von einem Test-Objekt ausgehenden Strahlung als Funktion der Beobachtungsrichtung ohne Erfordernis mechanischer Filtereinstellungen, indem ein stufenlos elektrisch durchstimmbares optisches Filter mit Farb-Bandpaßcharakteristik von zueinander parallelen Elementarstrahlen durchquert wird, die konisch – aber in sich parallel – von einem Meßfleck auf dem Test-Objekt im objektseitigen Brennpunkt einer Sammel-Linse ausgehend mittels dieser Sammel-Linse in die bildseitige Brennebene als der Bildebene fokussiert werden, die ihrerseits auf ein nicht farbempfindliches Detektor-Array projiziert wird, mit Anordnung des durchstimmbaren Filters hinter und eines Depolarisators vor der Bildebene.
2. Einrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1, bei dem der Meßfleck eines Test-Objektes (12) im objektseitigen Brennpunkt einer fokussierenden Sammel-Linse (17), eine Projektions-Optik (22) zwischen der Bildebene (18) der Sammel-Linse (17) und einem nicht farbempfindlichen Array-Meßgerät (13), sowie ein Filter (14) mit elektrisch durchstimmbarem optischem Bandpaßverhalten hinter und ein Depolarisator (16) vor der Bildebene (18) der Sammel-Linse (17) angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (14) mit elektrisch durchstimmbarem optischem Bandpaßverhalten eine Interferometeranordnung enthält.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (14) mit elektrisch durchstimmbarem optischem Bandpaßverhalten mit elektrisch steuerbaren doppelbrechenden Elementen ausgestattet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Depolarisator (16) eine optische Platten-Anordnung vorgesehen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Depolarisator (16) eine Lichtleitfaser-Platte vorgesehen ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für das Durchstimmen des optischen Bandpaßverhaltens des Filters (14) eine elektrische Ansteuerung (15) vorgesehen ist, deren aktuelle Farbvorgabe auch in das Array-Meßgerät (13) oder in eine ihm nachgeschaltete Auswerte-Elektronik (28) eingespeist ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein reflektiv strahlendes Test-Objekt (12) mit einem Bündel weißen Lichts durch die Sammel-Linse (17) für eine konoskopisch erzeugte Abbildung hindurch belichtet ist.