JP2021523384A - 分光計装置 - Google Patents
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Abstract
− 少なくとも1つの入射光ビームを構成波長のスペクトルに分離するように適合された少なくとも1つのフィルタ要素(114)、
− 光センサ(116,142)のマトリックスを有する少なくとも1つのセンサ要素(140)であって、光センサ(116,142)はそれぞれ感光エリアを有し、各光センサ(116,142)は、少なくとも1つの物体(112)から分光計に伝播する少なくとも1つの光ビームによる感光エリアの照射に応答して少なくとも1つのセンサ信号を生成するように構成され、光センサ(116,142)の少なくとも1つの第1光センサは、第1構成波長による照射に応答して第1センサ信号を生成するように適合され、光センサ(116,142)の少なくとも1つの第2光センサは、第1構成波長による照射に応答して第2センサ信号を生成するように適合されている、少なくとも1つのセンサ要素(140)、
− 第1センサ信号及び第2センサ信号由来の結合信号Qを評価することにより、物体(112)の少なくとも1つの縦方向座標zを決定するように構成された少なくとも1つの評価装置(120)であって、評価装置(120)は、決定された縦方向座標zを考慮して少なくとも1つの分光解析を実行することにより、光センサのマトリックスの光センサ(116,142)によって生成される少なくとも1つのセンサ信号を評価するように構成されている、少なくとも1つの評価装置(120)、を有する。
【選択図】図2
Description
− 少なくとも1つの入射光ビームを構成波長のスペクトルに分離するように適合された少なくとも1つのフィルタ要素、
− 光センサのマトリックスを有し、光センサがそれぞれ感光エリアを有する少なくとも1つのセンサ要素であって、各光センサは、少なくとも1つの物体から分光計に伝播する少なくとも1つの光ビームによる感光エリアの照射に応答して少なくとも1つのセンサ信号を生成するように構成され、光センサの少なくとも1つの第1光センサが、第1構成波長による照射に応答して第1センサ信号を生成するように適合され、光センサの少なくとも1つの第2光センサが、第1構成波長による照射に応答して第2センサ信号を生成するように適合されている少なくとも1つのセンサ要素、
− 第1センサ信号及び第2センサ信号由来の結合信号Qを評価することにより、物体の少なくとも1つの縦方向座標zを決定するように構成された少なくとも1つの評価装置であって、評価装置は、決定された縦方向座標zを考慮した少なくとも1つの分光解析を実行することにより、光センサのマトリックスの光センサによって生成された少なくとも1つのセンサ信号を評価するように構成されている少なくとも1つの評価装置、を備えている。
− 分光計装置の少なくとも1つのフィルタ要素を使用して、少なくとも1つの入射光ビームを構成波長のスペクトルに分離するステップ。
− 分光計装置の少なくとも1つのセンサ要素を、光ビームの少なくとも1つの構成波長で照射するステップであって、分光計装置は光センサのマトリックスを有し、光センサはそれぞれ感光エリアを有し、各光センサは、感光エリアの照射に応答して少なくとも1つのセンサ信号を生成し、光センサの少なくとも1つの第1光センサは、第1構成波長による照射に応答して第1センサ信号を生成し、光センサの少なくとも1つの第2光センサは、第1構成波長による照射に応答して第2センサ信号を生成するステップ。
− 第1センサ信号と第2センサ信号からの結合信号Qを評価することにより、物体の少なくとも1つの縦方向座標zを決定し、決定された縦方向座標zを考慮して少なくとも1つの分光解析を実行することにより、光センサのマトリックスの光センサによって生成された少なくとも1つのセンサ信号を評価し、それにより、少なくとも1つの物体から発する少なくとも1つの光ビームの少なくとも1つの光特性における少なくとも1つの差を決定するステップ。
− 少なくとも1つの入射光ビームを構成波長のスペクトルに分離するように適合された少なくとも1つのフィルタ要素、
− 光センサのマトリックスを有する少なくとも1つのセンサ要素であって、光センサはそれぞれ感光エリアを有し、各光センサは、少なくとも1つの物体から分光計に伝播する少なくとも1つの光ビームによる感光エリアの照射に応答して少なくとも1つのセンサ信号を生成するように構成され、光センサの少なくとも1つの第1光センサは、第1構成波長による照射に応答して第1センサ信号を生成するように適合され、光センサの少なくとも1つの第2光センサは、第1構成波長による照射に応答して第2センサ信号を生成するように適合されている、少なくとも1つのセンサ要素、
− 第1センサ信号と第2センサ信号からの結合信号Qを評価することにより、物体の少なくとも1つの縦方向座標zを決定するように構成された少なくとも1つの評価装置であって、評価装置は、決定された縦方向座標zを考慮して少なくとも1つの分光解析を実行することにより、光センサのマトリックスの光センサによって生成される少なくとも1つのセンサ信号を評価するように構成されている、少なくとも1つの評価装置、
を有する分光計装置。
− 分光計装置の少なくとも1つのフィルタ要素を使用して、少なくとも1つの入射光ビームを構成波長のスペクトルに分離するステップ、
− 分光計装置の少なくとも1つのセンサ要素を、光ビームの少なくとも1つの構成波長で照射するステップであって、分光計装置は、光センサのマトリックスを有し、光センサはそれぞれ感光エリアを有し、各光センサは、感光エリアの照射に応答して少なくとも1つのセンサ信号を生成し、光センサの少なくとも1つの第1光センサが、第1構成波長による照射に応答して第1センサ信号を生成し、光センサの少なくとも1つの第2光センサは、第1構成波長による照射に応答して第2センサ信号を生成する、ステップ、
− 第1センサ信号と第2センサ信号からの結合信号Qを評価することにより物体の少なくとも1つの縦方向座標zを決定し、決定された縦方向座標zを考慮して少なくとも1つの分光解析を実行することにより、光センサの前記マトリックスの光センサによって生成された少なくとも1つのセンサ信号を評価し、それにより、少なくとも1つの物体から発する少なくとも1つの光ビームの少なくとも1つの光特性における少なくとも1つの差を決定するステップ、を含む。
図1では、分光計装置110の一実施形態の概略図が示されている。分光計装置110は、少なくとも1つの物体112の存在に起因する少なくとも1つの光特性の少なくとも1つの差を決定することを含む、少なくとも1つの分光分析を実行するように適合され得る。光特性の差は、少なくとも1つの波長依存性強度差、少なくとも1つの波長依存性偏光差からなる群から選択されてもよい。分光計装置110は、入射光を、それぞれの強度が少なくとも1つの光センサ116及び/又は少なくとも1つの検出器アレイ118を用いて決定される構成波長信号のスペクトルに分離するように構成されたフィルタ要素114を含む。例えば、フィルタ要素114は、少なくとも1つのプリズムであってもよいし、少なくとも1つのプリズムを含んでもよい。例えば、フィルタ要素114は、可変長フィルタのような少なくとも1つの光学フィルタであってもよく、及び/又は、それらを含んでよい。上述したように、分光計装置110は、少なくとも1つの光センサ116及び/又は複数のピクセル化された光センサを含む少なくとも1つの検出器アレイ118を備える。例えば、分光計装置110は、少なくとも1つのプリズムと1つの光センサ116を備えてよい。例えば、分光計装置110は、検出器アレイ118と組み合わせた光学フィルタを含んでよい。各ピクセル化された光センサ116は、構成波長信号の少なくとも一部を受けるように適合されている。各構成波長信号は、各構成波長の強度に関連する。フィルタ要素114上の特定の空間位置を通過することができる光は、その後、検出器アレイ118に衝突することができる。言い換えれば、検出器アレイ118は、好ましくは、光が最初にフィルタ要素114に衝突し、フィルタ要素114の特定の空間位置を通過することができる光の区画だけが、その後、検出器アレイ118上の対応する空間位置に衝突できるように、配置され得る。結果として、フィルタ要素114は、したがって、関連する波長又は複数波長によって入射光を少なくとも1つの対応する空間位置に分離するために使用することができ、一方、検出器アレイ118に含まれる特定の光センサ116は、その特定の波長によって対応する空間位置でフィルタ要素114を通過することができ、したがって、その特定の波長における入射光の強度を決定するために提供されたその特定の光センサ116に衝突する入射光の強度を測定するように採用され得る。特に好ましい実施形態では、検出器アレイ118は、したがって、一連の光センサ116の形態で続けて配置され得る光センサ116のシーケンスを有し、その光センサ116のシーケンスは、フィルタ要素114の長さに沿った干渉フィルタの連続配置に関して平行に配置されてよい。
参照番号一覧
112 物体
114 フィルタ要素
116 光センサ
118 検出器アレイ
120 評価装置
122 インターフェース
123 集光器装置
124 転送装置
126 光ビーム
128 照射源
130 ハウジング
132 光軸
134 距離検出器
136 照射光ビーム
138 可動ミラー
140 センサ要素
142 光センサ
144 デバイダ
144 照射源
146 第1距離
148 第2距離
150 第1照射源
152 第2照射源
154 位置
156 位置
158 位置
160 位置
Claims (15)
- 分光計装置(110)であって、
− 少なくとも1つの入射光ビームを構成波長のスペクトルに分離するように適合された少なくとも1つのフィルタ要素(114)、
− 光センサ(116,142)のマトリックスを有する少なくとも1つのセンサ要素(140)であって、前記光センサ(116,142)はそれぞれ感光エリアを有し、各光センサ(116,142)は、少なくとも1つの物体(112)から前記分光計装置に伝播する少なくとも1つの光ビームによる前記感光エリアの照射に応答して少なくとも1つのセンサ信号を生成するように構成され、前記光センサ(116,142)の少なくとも1つの第1光センサは、第1構成波長による照射に応答して第1センサ信号を生成するように適合され、前記光センサ(116,142)の少なくとも1つの第2光センサは、前記第1構成波長による照射に応答して第2センサ信号を生成するように適合されている、少なくとも1つのセンサ要素(140)、
− 前記第1センサ信号及び前記第2センサ信号由来の結合信号Qを評価することにより、前記物体(112)の少なくとも1つの縦方向座標zを決定するように構成された少なくとも1つの評価装置(120)であって、前記評価装置(120)は、前記決定された縦方向座標zを考慮して少なくとも1つの分光解析を実行することにより、前記光センサのマトリックスの前記光センサ(116,142)によって生成される少なくとも1つのセンサ信号を評価するように構成されている、少なくとも1つの評価装置(120)、
を有する分光計装置(110)。 - 前記分光計装置(110)は、モバイル分光計装置である、請求項1に記載の分光計装置(110)。
- 前記分光計装置(110)は、非接触分光法のために構成されている、請求項1又は2に記載の分光計装置(110)。
- 前記分光計装置(110)は、前記物体(112)と前記分光計装置の間の距離が可変であるように構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の分光計装置(110)。
- 前記評価装置(120)は、前記物体(112)と前記分光計装置(110)との間の距離の変化を決定するように構成されている、請求項4に記載の分光計装置(110)。
- 前記評価装置(120)は、前記物体(112)の決定された縦方向座標zから、前記物体(112)と前記分光計装置(110)との間の距離による光減衰を決定するように適合されている、請求項4又は5に記載の分光計装置(110)。
- 前記分光解析は、前記物体(112)の存在による少なくとも1つの光特性における少なくとも1つの差を決定することを含み、前記光特性の差は、少なくとも1つの波長依存性強度差、少なくとも1つの波長依存性偏光差、からなる群から選択される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の分光計装置(110)。
- 前記結合信号Qは、前記第1信号及び前記第2信号の商、又はその逆の商を形成すること;前記第1信号の倍数及び前記第2信号の倍数の商、又はその逆の商を形成すること;前記第1信号の線形結合及び前記第2信号の線形結合の商、又はその逆の商を形成すること;前記第1信号及び前記第2信号の第1線形結合、及び、前記第1信号及び前記第2信号の第2線形結合の商を形成すること、のうちの1つ以上によって導出される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の分光計装置(110)。
- 前記評価装置(120)は、前記縦方向座標zを決定するために、前記結合信号Qと前記物体(112)の前記縦方向座標zの間の少なくとも1つの所定の関係を使用するように構成されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の分光計装置(110)。
- 前記分光計装置(112)は、少なくとも1つの照射源(128)を備え、前記照射源(128)は、少なくとも1つの照射光ビーム(136)で前記物体(112)を照射するように適合されている、請求項1〜9のいずれか1項に記載の分光計装置(110)。
- 前記評価装置(120)は、前記第1構成波長によって照射されて、最高のセンサ信号を有し、且つ前記第1センサ信号を形成する前記少なくとも1つの光センサ(116,142)を決定するように適合され、前記第1センサ信号は、少なくとも1つの中心信号であり、前記評価装置(120)は、前記第1構成波長によって照射されて、前記第2センサ信号を形成する前記マトリックスの前記光センサ(116,142)の前記センサ信号を評価するように構成され、前記第2センサ信号は、少なくとも1つの和信号であり、前記評価装置は、前記中心信号と前記和信号とを組み合わせて前記結合信号Qを決定するように構成されている、請求項1〜10のいずれか1項に記載の分光計装置(110)。
- 前記中心信号は、前記最高のセンサ信号;前記最高のセンサ信号から所定の許容範囲内にあるセンサ信号の一群の平均;前記最高のセンサ信号を有する前記光センサ(116,142)を含む光センサ(116,142)の一群及び隣接する光センサ(116,142)の所定の一群からのセンサ信号の平均;前記最高のセンサ信号を有する前記光センサ(116,142)を含む光センサ(116,142)の一群及び隣接する光センサ(116,142)の所定の一群からのセンサ信号の和;前記最高のセンサ信号から所定の許容範囲内にあるセンサ信号の一群の和;所定の閾値を超えるセンサ信号の一群の平均;所定の閾値を超えるセンサ信号の一群の和;前記最高のセンサ信号を有する前記光センサ(116,142)を含む光センサ(116,142)の一群と、隣接する光センサ(116,142)の所定の一群からのセンサ信号の積分;前記最高のセンサ信号からの所定の許容範囲内にあるセンサ信号の一群の積分;所定の閾値を超えるセンサ信号の一群の積分、からなる群から選択され、
前記和信号は、前記マトリックスの全センサ信号の平均;前記マトリックスの全センサ信号の和;前記マトリックスの全センサ信号の積分;前記中心信号に寄与するそれらの光センサからのセンサ信号を除く前記マトリックスの全センサ信号の平均;前記中心信号に寄与するそれらの光センサ(116,142)からのセンサ信号を除く前記マトリックスの全センサ信号の和;前記中心信号に寄与するそれらの光センサ(116,142)からのセンサ信号を除く前記マトリックスの全センサ信号の積分;前記最高のセンサ信号を有する前記光センサ(116,142)から所定の範囲内にある光センサのセンサ信号の和;前記最高のセンサ信号を有する前記光センサから所定の範囲内にある光センサのセンサ信号の積分;前記最高のセンサ信号を有する前記光センサ(116,142)から所定の範囲内に位置する光センサ(116,142)の所定の閾値を超えるセンサ信号の和;前記最高のセンサ信号を有する前記光センサ(116,142)から所定の範囲内に位置する光センサ(116,142)の所定の閾値を超えるセンサ信号の積分、からなる群から選択される、請求項11に記載の分光計装置(110)。 - 前記分光計装置(110)は、第1センサ信号及び第2構成波長に応答して生成された第2センサ信号由来の結合信号Qを評価することによって、前記物体の少なくとも1つの更なる縦方向座標を決定するように適合され、前記評価装置(120)は、前記縦方向座標と前記更なる縦方向座標とから組み合わされた縦方向座標を決定し、前記組み合わされた縦方向座標を考慮して前記分光解析を実行するように適合されている、請求項1〜12のいずれか1項に記載の分光計装置(110)。
- 少なくとも1つの物体(112)から発する少なくとも1つの光ビームの少なくとも1つの光特性の少なくとも1つの差を決定するための方法であって、前記方法では、分光計装置を参照する先行する請求項のいずれか1つによる分光計装置(110)が使用され、次のステップ、
− 前記分光計装置(110)の少なくとも1つのフィルタ要素(114)を使用して、少なくとも1つの入射光ビームを構成波長のスペクトルに分離するステップ、
− 前記分光計装置(110)の少なくとも1つのセンサ要素(140)を、前記光ビームの少なくとも1つの構成波長で照射するステップであって、前記分光計装置(110)は、光センサ(116,142)のマトリックスを有し、前記光センサ(116,142)はそれぞれ感光エリアを有し、各光センサ(116,142)は、前記感光エリアの照射に応答して少なくとも1つのセンサ信号を生成し、前記光センサ(116,142)の少なくとも1つの第1光センサが、第1構成波長による照射に応答して第1センサ信号を生成し、前記光センサ(116,142)の少なくとも1つの第2光センサは、前記第1構成波長による照射に応答して第2センサ信号を生成するステップ、
− 前記第1センサ信号及び前記第2センサ信号由来の結合信号Qを評価することにより前記物体の少なくとも1つの縦方向座標zを決定し、前記決定された縦方向座標zを考慮して少なくとも1つの分光解析を実行することにより、前記光センサのマトリックスの前記光センサ(116,142)によって生成された少なくとも1つのセンサ信号を評価し、それにより、前記少なくとも1つの物体から発する少なくとも1つの光ビームの少なくとも1つの光特性における少なくとも1つの差を決定するステップ、
を含む方法。 - 分光計装置(110)を参照する先行する請求項のいずれか1つによる分光計装置(110)の使用であって、使用の目的が、赤外線検出アプリケーション;熱検出アプリケーション;温度計アプリケーション;熱探索アプリケーション;火炎検出アプリケーション;火災検出アプリケーション;煙検出アプリケーション;温度検知アプリケーション;分光法アプリケーション;排ガス監視アプリケーション;燃焼プロセス監視アプリケーション;汚染監視アプリケーション;工業プロセス監視アプリケーション;化学プロセス監視アプリケーション;食品処理プロセス監視アプリケーション;水質監視アプリケーション;大気品質監視アプリケーション;品質管理アプリケーション;温度制御アプリケーション;動作制御アプリケーション;排気制御アプリケーション;ガス検知アプリケーション;ガス分析アプリケーション;動作検知アプリケーション;化学検知アプリケーション;モバイルアプリケーション;医療アプリケーション;モバイル分光法アプリケーション;食品分析アプリケーション、からなる群から選択される使用。
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