KR20240054279A - 스펙트럼 감지 장치 및 광학 방사선 측정 방법 - Google Patents

스펙트럼 감지 장치 및 광학 방사선 측정 방법 Download PDF

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KR20240054279A
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셀랄 모한 오에구엔
토마스 후파우어
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트리나미엑스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 스펙트럼 감지 장치(110) 및 광학 방사선 측정 방법(112)에 관련된다. 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)은 비변조 광학 방사선(116)을 포함한다. 스펙트럼 감지 장치(110)는 변조된 광학 방사선(120)을 방출하도록 지정되는 적어도 하나의 방사선 방출 요소(118)와, 적어도 하나의 감광성 검출기(124)로서, 상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)는 상기 광학 방사선(112)을 수용하도록 지정된 적어도 하나의 감광 구역(126)을 구비하고, 상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)에 의해 생성되는 적어도 하나의 검출기 신호는 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 따라 달라지는, 상기 적어도 하나의 감광성 검출기와, 변조된 광학 방사선(120) 및 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)의 중첩에 의한 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 변조된 검출기 신호를 사용함으로써, 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)에 의한 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 대한 적어도 하나의 측정 정보를 생성하기 위해 구성된 적어도 하나의 평가 유닛(128)을 포함한다. 스펙트럼 감지 장치(110)는 변조된 광학 방사선(120)이 스펙트럼 감지 장치(110) 내에서 적어도 하나의 감광성 검출기(124)를 향해 안내되는 방식으로 배열된다. 스펙트럼 감지 장치(110) 및 광학 방사선(112) 측정 방법은 바람직하게는 완전 자동화된 방식으로, 임의의 사전한정된 반사 대상을 필요로 하는 일없이, 스펙트럼 감지 장치(110)의 자체 교정을 수행하도록 구성된다.

Description

스펙트럼 감지 장치 및 광학 방사선 측정 방법
본 발명은 스펙트럼 감지 장치 및 광학 방사선 측정 방법에 관련된다. 이러한 장치 및 방법은 일반적으로, 특히 적외선(IR) 스펙트럼 구역, 특히 근적외선(NIR) 스펙트럼 영역에서의 조사 또는 모니터링 목적뿐만 아니라, 열, 화염, 화재 또는 연기 감지를 위해 사용될 수 있다. 그러나, 추가 종류의 적용이 가능하다.
특히 확산 반사 분광법에 사용될 수도 있는 분광계 시스템과 같은 알려진 스펙트럼 감지 장치는 일반적으로, 스펙트럼 감지 장치에 의해 포함된 적어도 하나의 검출기 요소의 파장 종속 응답도와 관련하여 교정된다. 예시적인 분광계 시스템은 US 2014/131578 A1, WO 2019/115594 A1, WO 2019/115595 A1 또는 WO 2019/115596 A1에 개시되어 있지만, 추가 종류의 스펙트럼 감지 장치도 알려져 있다.
실제로, 스펙트럼 감지 장치는 드리프트 효과의 영향을 받을 수 있으며, 이는 주로, 스펙트럼 감지 장치 자체와 관련이 있을 수도 있거나 스펙트럼 감지 장치에 영향을 미칠 수도 있는 변경으로 인해 발생할 수 있다. 구체적으로는, 변경은 장치에 의해 포함된 방사선 소스 또는 검출기 요소 중 적어도 하나의 열화와, 방사선 소스 또는 검출기 요소 중 적어도 하나의 온도 드리프트와, 장치에 영향을 미치는 주변 온도의 변화와, 장치 온도, 즉, 적어도 하나의 검출기 및 대응하는 전자 장치가 작동할 수도 있는 온도의 변화와, 장치에 의해 포함된 적어도 하나의 구성요소, 특히 기계 하우징, 홀더 또는 광학 요소 중 적어도 하나, 특히 프리즘, 빔 스플리터 또는 격자(grating)와 같은 분산 요소 중 적어도 하나의 기계적 확장 또는 수축을 포함할 수도 있다. 또한, 긴 수명 트랩의 이완과 같은 전기화학적 공정 또는 물리적 공정은 드리프트 효과로 이어질 수도 있다. 그러나, 추가 종류의 변경이 가능하다.
구체적으로, 스펙트럼 감지 장치로 광학 방사선을 측정하는 경우, 예로서, 황화납 광전도체를 포함할 수도 있는 감광성 검출기를 판독하기 위한 저항 측정이 관련될 수도 있다. 저항 측정은 구체적으로, 적어도 하나의 분압기를 포함하는 회로에서 강한 바이어스 전압을 사용함으로써 추가 저항과 비교하여 수행될 수도 있다. 이러한 구성에서, 감광성 검출기의 저항은 구체적으로, 드리프트 효과의 영향을 받을 수도 있으며, 정기적으로 교정하지 않으면 측정 데이터가 왜곡될 수도 있다. 또한, 노이즈, 구체적으로, 플리커 노이즈라고도 하는 1/f 노이즈는 측정 데이터를 왜곡할 수도 있다.
실제로, 드리프트 효과는 구체적으로, 측정 데이터의 신뢰성을 유지하기 위해, 특히 드리프트 효과가 측정 데이터를 왜곡하여 스펙트럼 감지 장치에 의해 결정된 결과가 결정적이지 않게 될 수도 있는 것을 방지하기 위해 일반적으로, "교정"이라는 용어로 표시되는 공정을 통해 때때로 교정할 필요가 있다. 이를 위해, 라이트 교정(light calibration) 및 다크 교정은 바람직하게는, 때때로 수행될 수 있다. 본 명세서에서, 상이한 유형의 교정 측정이 실행될 수도 있지만, 이는 특히 반사된 방사선이 적어도 하나의 감광성 검출기에 도달하는 것을 방지하기 위해 사전한정된 반사 대상 또는 적어도 하나의 감광성 검출기의 전방에 빈 체적을 필요로 한다.
특히, 암전류, 다크 노이즈 또는 다크 저항 중 하나를 마지막으로 재교정하기 위한 다크 교정에서는 "다크" 측정에 교정 대상이 필요하지 않는다. 다크 교정의 경우, 적어도 하나의 방사선 소스는 일반적으로 꺼져 있다. 이와 대조적으로, 알려지고 재현 가능한 교정 신호를 보장하기 위해 사전한정된 반사 스펙트럼을 갖는 교정 대상은 "라이트" 측정, 특히 반사 분광법의 경우, 일반적으로, 스펙트럼 측정에 사용되는 적어도 하나의 측정 대상과 동일한 방식으로 적어도 하나의 방사선 소스로부터 적어도 하나의 검출기 요소까지의 방사선 경로에 위치될 수도 있으며, 이에 의해, 그 중에서도 적어도 하나의 감광성 검출기의 파장 종속 응답도가 교정될 수도 있다.
WO 2017/040431 A1은 샘플링 인터페이스에서 샘플의 농도와 물질 유형을 측정하는 시스템과 방법을 개시한다. 본 시스템에는 광원, 하나 이상의 광학 기기, 하나 이상의 변조기, 레퍼런스, 검출기 및 컨트롤러를 포함한다. 본 시스템 및 방법은 상이한 측정 광학 경로 사이에 하나 이상의 구성요소를 공유함으로써 광원, 하나 이상의 광학 기기 및 검출기로부터 발생하는 드리프트를 설명가능할 수 있다. 게다가, 본 시스템은 광원과 샘플 또는 레퍼런스 사이에 하나 이상의 변조기를 배치하여 상이한 유형의 드리프트 사이를 구별하고 미광으로 인한 측정 오류를 제거가능할 수 있다. 게다가, 본 시스템은 검출기 픽셀과 마이크로 광학 기기를 샘플의 위치 및 깊이에 매핑함으로써 샘플 내 다양한 위치 및 깊이에 따라 물질을 감지가능할 수 있다.
WO 2021/069544 A1은,
적어도 하나의 광전도체 어레이로서, 각 광전도체는 감광 구역의 조명에 따라 전기 저항을 나타내도록 구성되고, 어레이의 적어도 하나의 광전도체는 특성화 광전도체로 설계되는, 상기 적어도 하나의 광전도체 어레이와,
적어도 하나의 바이어스 전압 소스로서, 바이어스 전압 소스는 특성화 광전도체에 적어도 하나의 교류 바이어스 전압을, 또는 특성화 광전도체에 적어도 하나의 직류 바이어스 전압을 인가하기 위해 구성되는, 상기 적어도 하나의 바이어스 전압 소스와,
적어도 하나의 광전도체 판독 회로로서, 광전도체 판독 회로는 바이어스 전압에 응답하여 생성된 특성화 광전도체의 응답 전압을 결정하도록 구성되고, 응답 전압은 광전도체의 어레이를 특성화하는 변수에 비례하며, 광전도체 판독 회로는 광전도체의 어레이의 작동 동안에 특성화 광전도체의 응답 전압을 결정하도록 구성되는, 상기 적어도 하나의 광전도체 판독 회로를 포함하는 장치를 개시한다.
스펙트럼 감지 장치의 교정을 위해, 일반적으로는, 사용자는 교정 대상을 위치시키고 감지 장치의 감지 범위에 배치될 수도 있는 임의의 물체를 제거할 책임이 있다. 이는 구체적으로, 사용자가 이러한 기술적 조치에 대한 경험이 있어야 할 수 있다.
그러므로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이러한 유형의 알려진 장치 및 방법의 단점을 적어도 실질적으로 피하는 광학 방사선을 측정하기 위한 스펙트럼 감지 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
특히, 구체적으로, 바람직하게는 완전 자동화된 방식으로, 사전한정된 반사 대상 또는 광범위한 사용자 상호작용을 필요로 하는 일없이 스펙트럼 감지 장치의 자체 교정을 수행함으로써, 생성된 측정 데이터의 정확도를 개선하도록 구성된 스펙트럼 감지 장치를 구비하는 것이 바람직할 것이다.
본 과제는 독립 특허 청구범위의 특징을 갖는 본 발명에 의해 해결된다. 개별적으로 또는 조합하여 구현될 수 있는 본 발명의 유리한 개선점은 종속 청구범위 및/또는 이하의 설명 및 상세한 실시예에 나타난다.
본 발명의 제 1 관점에서는, 광학 방사선을 측정하기 위한 스펙트럼 감지 장치가 개시된다. 광학 방사선은 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공된다. 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선은 비변조 광학 방사선을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "스펙트럼" 또는 "스펙트럼"이라는 용어는 광학 스펙트럼 범위의 일부를 나타내며, 스펙트럼은 신호 파장 및 대응하는 신호 강도에 의해 한정되는 광학 신호로 구성된다. 특히, 스펙트럼은 적어도 하나의 측정 대상을 형성하는 적어도 하나의 재료의 유형 및 조성과 같은 적어도 하나의 측정 대상과 관련된 스펙트럼 정보를 포함할 수 있으며, 이는 적어도 하나의 측정 대상과 관련된 적어도 하나의 스펙트럼을 기록함으로써 결정될 수 있다. 따라서, "스펙트럼 감지 장치"라는 용어는 일반적으로, 광학 방사선의 적어도 하나의 대응하는 신호 파장에 관련된 적어도 하나의 신호 강도에 대한 적어도 하나의 측정값을 기록함으로써 그리고 신호 강도와 관련되는 적어도 하나의 검출기 신호를 평가함으로써 스펙트럼 정보를 결정하도록 구성된 장치에 관련된다.
본 명세서에서 추가로 사용되는 바와 같이, "광학 방사선"이라는 용어는 일반적으로는, "광학 스펙트럼 범위"로 일반적으로 지칭되고 가시광선, 자외선 및 적외선 스펙트럼 범위 중 적어도 하나를 포함하는 전자기 복사선의 일부를 지칭한다. "자외선"이라는 용어는 일반적으로 파장이 1㎚ 내지 380㎚, 바람직하게는 100㎚ 내지 380㎚인 전자기 복사선을 지칭한다. 또한, "가시광선"이라는 용어는 일반적으로 380㎚ 내지 760㎚의 파장을 지칭한다. 또한, "적외선", "약칭 IR"이라는 용어는 일반적으로 760㎚ 내지 1000㎛의 파장을 지칭하며, 760㎚ 내지 3㎛의 파장은 일반적으로 "근적외선"으로 표시되며, "NIR"로도 약칭된다. 바람직하게는, 본 발명의 전형적인 목적을 위해 사용되는 광학 방사선은 IR 방사선일 수도 있으며, 보다 바람직하게는 NIR 방사선, 특히 760㎚ 내지 5㎛, 바람직하게는 1㎛ 내지 3㎛의 파장을 갖는 NIR 방사선일 수도 있다.
본 명세서에서 추가로 사용되는 바와 같이, "변조"라는 용어는 신호의 총 전력이 특히 적어도 하나의 변조 주파수를 사용하여, 바람직하게는 주기적으로 변하는 공정을 지칭한다. 신호는 전기 신호일 수도 있다. 신호는 광학 신호, 구체적으로 조명일 수도 있다. 특히, 주기적인 변조는 조명의 총 전력의 최대값과 최소값 사이에서 이루어질 수 있다. 최소값은 0일 수 있지만, 예로서, 완전한 변조가 이루어지지 않아도 되도록 0보다 클 수도 있다. 변조는 원하는 변조 조명을 생성하기 위해 지정된 방사선 소스 내에서, 구체적으로 변조 강도 및/또는 총 전력, 예를 들면, 주기적으로 변조되는 총 전력을 통해 이루어질 수 있다. 또한, 전기 광학 효과 및/또는 음향 광학 효과에 기반한 변조 장치도 사용될 수 있다. 또한, 주기적인 빔 차단 장치, 특히 빔 쵸퍼, 차단 블레이드 또는 차단 휠 중 적어도 하나가 사용될 수도 있다. 신호의 변조는 구체적으로, 신호를 감지하고 이를 추가 신호와 구별하는 것을 용이하게 할 수도 있다. 따라서, 신호 변조를 통해 노이즈, 구체적으로 1/f-노이즈는 상당히 감소될 수 있다.
결과적으로, 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "비변조"라는 용어는 일반적으로, 변조되지 않는 개체, 구체적으로, 변조되지 않는 조명, 보다 구체적으로는, 변조되지 않는 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선을 지칭한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "측정 대상"이라는 용어는 일반적으로, 스펙트럼 감지 장치에 의한 조사용 재료를 포함하는 생물체 및 무생물체로부터 선택된 임의의 대상을 지칭한다. 구체적으로는, 적어도 하나의 측정 대상은 플랑크의 법칙에 따라 비변조 열 방사선을 방출하는 히터의 금속판과 같은 적어도 하나의 방열기일 수도 있거나, 적어도 하나의 방열기를 포함할 수도 있다. 이러한 경우에, 광학 방사선을 측정하기 위한 스펙트럼 감지 장치는 구체적으로, 적어도 하나의 측정 대상의 온도를 결정하는데 사용될 수도 있다. 당업자가 알고 있는 바와 같이, 백열등과 같은 방열기의 전기 변조는 반복적인 스위칭 공정을 통해 수명을 크게 단축시킬 수도 있다. 또한, 예를 들면, 빔 쵸퍼를 통한 기계적인 변조는 열 노출로 인해 불안정할 수도 있다. 따라서, 적어도 하나의 측정 대상의 변조는 많은 경우에 편리하지 않을 수도 있다. 추가의 경우에, 적어도 하나의 측정 대상에 대한 변조는 합리적인 수단으로도 구현할 수 없을 수도 있다. 본 방향으로 진행되는 예로서, 적어도 하나의 측정 대상은 적어도 하나의 조리기구를 포함할 수도 있으며, 적어도 하나의 조리기구는 쿡탑(cooktop) 상에 위치될 수도 있다. 이러한 경우, 적어도 하나의 측정 대상의 적어도 하나의 온도를 측정하는 것이 구체적으로 바람직할 수도 있으며, 이는 당업자가 알고 있는 바와 같이 적어도 하나의 측정 대상의 방사율로부터 도출될 수 있다.
말한 바와 같이, 광학 방사선은 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공된다. 따라서, 상기 나타낸 바와 같이, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선은 구체적으로, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 방출될 수도 있다. 적어도 하나의 측정 대상에 의해 방출되는 광학 방사선은 적어도 하나의 측정 대상의 적어도 하나의 물리적 특성, 구체적으로, 적어도 하나의 측정 대상의 온도를 나타낼 수도 있다. 그러나, 게다가 그리고/또는 대안적으로, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선은 적어도 하나의 측정 대상에 의해 반사되거나, 그리고/또는 적어도 하나의 측정 대상을 통해 투과될 수도 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 측정 대상은 비변조된 광학 방사선을 포함할 수도 있는 적어도 하나의 외부 광원 방출 광학 방사선에 의해 조명될 수도 있다. 적어도 하나의 외부 광원에 의해 방출되는 광학 방사선은 적어도 하나의 측정 대상에서 산란될 수도 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 측정 대상은 스펙트럼 감지 장치를 향해 광학 방사선을 적어도 부분적으로 반사할 수도 있다. 또한, 적어도 하나의 측정 대상은 스펙트럼 감지 장치를 향해 광학 방사선을 적어도 부분적으로 전달할 수도 있다. 따라서, 요약하면, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선은 적어도 하나의 측정 대상에 의해 방출되는 것과, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 반사되는 것과, 적어도 하나의 측정 대상을 통해 투과되는 것 중 적어도 하나일 수도 있다. 또한, 적어도 하나의 측정은 외부 광원에 의해 방출되는 광학 방사선을 적어도 부분적으로 흡수할 수도 있으며, 이는 구체적으로, 적어도 하나의 측정 대상을 형성하는 적어도 하나의 재료의 구성을 나타낼 수도 있다.
따라서, 스펙트럼 감지 장치는,
변조된 광학 방사선을 방출하도록 지정되는 적어도 하나의 방사선 방출 요소와,
적어도 하나의 감광성 검출기로서, 적어도 하나의 감광성 검출기는 광학 방사선을 수용하도록 지정된 적어도 하나의 감광 구역을 구비하는 적어도 하나의 감광성 검출기로서, 상기 적어도 하나의 감광성 검출기에 의해 생성되는 적어도 하나의 검출기 신호는 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 따라 달라지는, 상기 적어도 하나의 감광성 검출기와,
적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선 및 변조된 광학 방사선의 중첩에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 변조된 검출기 신호를 사용함으로써, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 대한 적어도 하나의 측정 정보를 생성하기 위해 구성된 적어도 하나의 평가 유닛을 포함한다.
본 명세서에서, 스펙트럼 감지 장치는 변조된 광학 방사선이 적어도 하나의 감광성 검출기를 향해 스펙트럼 감지 장치 내에서 안내되는 방식으로 배열된다.
나타낸 바와 같이, 스펙트럼 감지 장치는 적어도 하나의 방사선 방출 요소를 포함한다. 적어도 하나의 방사선 방출 요소는 변조된 광학 방사선을 방출하도록 지정된다. 적어도 하나의 방사선 방출 요소는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 적어도 하나의 방사선 방출 요소는 하우징의 스펙트럼 감지 장치의 일부일 수 있다. 대안적으로 또는 게다가, 적어도 하나의 방사선 방출 요소는 예를 들면, 별도의 방사선 방출 요소로서 하우징 외부에 배열될 수도 있다. 적어도 하나의 방사선 방출 요소는 원하는 스펙트럼 범위에, 바람직하게는 상기 한정된 광학 스펙트럼 범위에 또는 이 범위의 적어도 하나의 선택된 일부에서 충분한 방출을 제공하도록 구성될 수도 있다. 적어도 하나의 방사선 방출 요소는 열 방사체 또는 반도체 기반 방사선 소스 중 적어도 하나에 의해 구성될 수도 있다. 본 명세서에서, 반도체 기반 방사선 소스는 특히, 발광 다이오드(LED) 또는 레이저, 특히 레이저 다이오드 중 적어도 하나로부터 선택될 수도 있다. 또한, 열 방사체는 특히, 백열 램프 또는 열적외선 방출기 중 적어도 하나로부터 선택될 수도 있다. 본 명세서에서 추가로 사용되는 바와 같이, "열적외선 방출기"라는 용어는 모니터링할 광학 방사선을 방출하는 방사선 방출 요소로서 방사선 방출면을 포함하는 미세 가공된 열 방출 장치를 지칭한다. 구체적으로, 열적외선 방출기는 Schwarzenbergstrasse 10, CH-6056 Kgiswil, Switzerland의 Axetris AG의 "emirs50", Werner-von-Siemens-Str. 15 82140 Olching, Germany의 LASER COMPONENTS GmbH의 "열적외선 방출기" 또는 181 Research Drive #8, Milford CT 06460, United States의 Hawkeye Technologies의 "적외선 방출기"로 사용가능하다. 그러나, 구조화된 광원과 같은 추가 유형의 방사선 방출 요소도 실현가능할 수도 있다.
적어도 하나의 방사선 방출 요소는 연속 광원, 또는 대안적으로 변조 광원일 수도 있으며, 변조 광원은 적어도 1㎐, 적어도 5㎐, 적어도 10㎐, 적어도 50㎐, 적어도 100㎐, 적어도 500㎐, 또는 적어도 1㎑ 또는 그 이상의 변조 주파수를 가질 수도 있다. 변조된 광원을 구동하기 위해, 바람직하게는 주기적인 변조를 생성함으로써 조명을 변조하도록 지정될 수도 있는 변조 장치가 사용될 수 있다. 이미 상기에 나타낸 바와 같이, 변조는 바람직하게는, 원하는 변조된 조명을 생성하도록 지정된 광원 내에서, 바람직하게는, 변조 강도 및/또는 총 전력, 예를 들면, 주기적으로 변조된 총 전력을 갖는 적어도 하나의 방사선 방출 요소 자체에 의해, 및/또는 변조된 광원, 예를 들면, 변조된 레이저로 구현된 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 이루어질 수 있다. 추가 예로서, WO 2021/110721 A1는 전류에 의해 가열될 때 광학 방사선을 생성하도록 지정된 적어도 하나의 방사선 방출 요소와, 적어도 하나의 방사선 방출 요소를 지지하는 마운트로서, 마운트 또는 그 일부가 이동 가능한, 상기 마운트와, 마운트와 마운트에 닿을 때 마운트에 의해 지지되는 적어도 하나의 방사선 방출 요소를 냉각하도록 지정된 히트 싱크를 개시한다. 말한 바와 같이, 대안적으로 또는 게다가, 상이한 유형의 변조 장치, 예를 들면, 전기 광학 효과 및/또는 음향 광학 효과에 기반한 변조 장치는 또한 사용될 도 있다. 또한, 주기적인 빔 차단 장치, 특히 빔 쵸퍼, 차단 블레이드 또는 차단 휠 중 적어도 하나가 사용될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스펙트럼 감지 장치는 적어도 하나의 감광성 검출기를 포함한다. 적어도 하나의 감광성 검출기는 광학 방사선을 수용하도록 지정된 적어도 하나의 감광 구역을 구비한다. 적어도 하나의 감광성 검출기에 의해 생성된 적어도 하나의 검출기 신호는 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 따라 달라진다. 일반적으로 사용되는 바와 같이, "감광성 검출기"라는 용어는 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 따라 적어도 하나의 검출기 신호를 생성하도록 지정되는 적어도 하나의 감광 구역을 포함하는 광학 검출기를 지칭하며, 적어도 하나의 검출기 신호는 특히, 평가를 위해 평가 유닛에 제공될 수도 있다. 적어도 하나의 감광성 검출기에 의해 구성된 적어도 하나의 감광 구역은 바람직하게는, 감광 영역에 충돌하는 방출된 광학 방사선을 수용하도록 구성된 단일의 균일한 감광 영역일 수도 있다. 그러나, 픽셀 크기의 감광 영역의 영역과 같은 2개 이상의 감광 영역이 또한 실현 가능할 수도 있다. 적어도 하나의 감광성 검출기는 검출기 신호, 바람직하게는, 광학 또는 전자 신호를 생성하도록 지정되며, 이는 적어도 하나의 감광성 검출기에 충돌하는 방출된 광학 방사선의 강도와 관련이 있다. 검출기 신호는 아날로그 및/또는 디지털 신호일 수도 있다. 특정 실시예에서, 적어도 하나의 감광성 검출기는 예를 들면, 외부 평가 유닛에 제공하기 전에 전자 신호를 증폭하도록 조정되는 활성 센서이거나 이를 포함할 수도 있다. 이를 위해, 적어도 하나의 감광성 검출기는 하나 이상의 신호 처리 장치, 특히, 전자 신호를 처리 및/또는 전처리하기 위한 하나 이상의 필터 및/또는 아날로그-디지털 컨버터를 포함할 수도 있다.
적어도 하나의 감광성 검출기는 임의의 알려진 광학 센서, 특히 무기 카메라 요소, 바람직하게는, 무기 카메라 칩, 보다 바람직하게는 CCD 칩 또는 CMOS 칩으로부터 선택될 수 있으며, 이들은 일반적으로, 오늘날 다양한 카메라에 사용된다. 대안예로서, 적어도 하나의 감광성 검출기, 특히, 적어도 하나의 감광 구역은 특히 황화납(PbS), 셀렌화납(PbSe), 게르마늄(Ge), 인듐 갈륨 비소(InGaAs, 확장된 InGaAs를 포함하지만 이에 제한되지 않음), 인듐 안티몬화물(InSb) 또는 텔루르화 수은 카드뮴(HgCdTe 또는 MCT)으로부터 선택되는 광전도 재료, 특히, 무기 광전도 재료를 포함할 수도 있다. 일반적으로 사용되는 바와 같이, 용어인 "확장된 InGaAs"는 최대 2.6㎛의 스펙트럼 응답을 나타내는 특정 유형의 InGaAs를 지칭한다. 그러나, 상이한 종류의 재료 또는 다른 유형의 감광성 검출기는 또한 실현 가능할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스펙트럼 감지 장치는 적어도 하나의 평가 유닛을 포함한다. 일반적으로 사용되는 바와 같이, "평가 유닛"이라는 용어는 구체적으로, 스펙트럼 정보, 즉, 스펙트럼이 특히, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 적어도 하나의 감광성 검출기를 사용하여 기록된 측정 대상의 스펙트럼과 관련되며, 적어도 하나의 감광성 검출기에 의해 생성된 적어도 하나의 검출기 신호를 평가함으로써 얻어지는 정보, 또는 측정 정보로부터 선택되는 적어도 하나의 정보, 스펙트럼 정보 또는 본 명세서의 다른 곳에서 한정된 바와 같은 교정 정보를 결정하도록 지정되는 장비를 지칭한다. 평가 유닛은 집적 회로, 특히 주문형 반도체(ASIC) 또는 데이터 처리 장치, 특히 디지털 신호 프로세서(DSP), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 마이크로 컨트롤러, 마이크로컴퓨터, 컴퓨터, 또는 전자 통신 유닛, 구체적으로 스마트폰 또는 태블릿 중 적어도 하나일 수도 있거나 이를 포함할 수도 있다. 추가 구성요소, 특히 적어도 하나의 전처리 장치 또는 데이터 수집 장치가 실현 가능할 수도 있다. 또한, 평가 유닛은 적어도 하나의 인터페이스, 특히 무선 인터페이스 또는 유선 인터페이스 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
또한, 평가 유닛은 스펙트럼 감지 장치 또는 그 일부를 완전히 또는 부분적으로 제어하거나 구동하도록 설계될 수 있다. 평가 유닛은 적어도 하나의 방사선 방출 요소와 적어도 하나의 감광성 검출기 중 적어도 하나를 제어하도록 구성될 수도 있다. 평가 유닛은 특히, 복수의 검출기 신호가 포착될 수도 있는 적어도 하나의 측정 사이클을 수행하도록 설계될 수 있다. 평가 유닛에 의해 결정된 정보는 특히 적어도 하나의 추가 장비, 또는 사용자에게 바람직하게는 전자, 시각, 청각 또는 촉각 중 적어도 하나의 방식으로 제공될 수도 있다. 또한, 정보는 적어도 하나의 데이터 저장 유닛, 구체적으로, 스펙트럼 감지 장치, 특히 적어도 하나의 평가 유닛에 의해 구성된 내부 데이터 저장 유닛, 또는 정보가 적어도 하나의 인터페이스를 통해 전달될 수도 있는 별도의 저장 유닛에 저장될 수도 있다. 별도의 저장 유닛은 적어도 하나의 전자 통신 유닛에 의해 구성될 수도 있다. 저장 유닛은 특히, 적어도 하나의 룩업 테이블과 같은 적어도 하나의 전자 테이블을 저장하기 위해 구성될 수도 있다.
평가 유닛은 바람직하게는, 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램, 특히 정보 생성 단계를 수행하거나 지지하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 수행하도록 구성될 수도 있다. 예로서, 하나 이상의 검출기 신호를 적어도 하나의 입력 변수로서 사용하여 하나의 정보로 변환을 수행할 수도 있는 하나 이상의 알고리즘이 구현될 수도 있다. 이러한 목적을 위해, 평가 유닛은 특히, 적어도 하나의 데이터 처리 장치, 특히 적어도 하나의 검출기 신호를 평가하여 정보를 생성하도록 설계될 수 있는 전자 또는 광학 데이터 처리 장치 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 따라서, 평가 유닛은 적어도 하나의 검출기 신호를 적어도 하나의 입력 변수로서 사용하고 적어도 하나의 입력 변수를 처리하여 정보를 생성하도록 설계된다. 처리는 연속, 병렬 또는 조합 방식으로 수행될 수 있다. 평가 유닛은 특히 계산에 의해, 그리고/또는 적어도 하나의 저장된 및/또는 알려진 관계를 사용하여 정보를 생성하기 위해 임의의 공정을 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 평가 유닛은, 변조된 광학 방사선과 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선을 중첩하여 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 변조된 검출기 신호를 사용함으로써, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 대한 적어도 하나의 측정 정보를 생성하기 위해 구성된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "하나의 측정 정보"라는 용어는 일반적으로, 적어도 하나의 감광성 검출기, 구체적으로 적어도 하나의 감광 구역 및 적어도 하나의 측정 대상 중 적어도 하나에 대한 질적 및/또는 양적 설명을 제공하는 데이터, 지식 또는 증거 중 적어도 하나를 지칭한다. 구체적으로, 적어도 하나의 측정 정보는 적어도 하나의 감광성 검출기의 응답도와 관련될 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "응답도"라는 용어는 일반적으로, 검출기의 입력-출력 이득, 구체적으로 광 전력 입력 당 적어도 하나의 감광성 검출기의 전력 출력 비율을 지칭한다. 따라서, 응답도는 구체적으로, 적어도 하나의 측정 대상에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 대한 적어도 하나의 감광성 검출기의 감응을 나타낼 수도 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 감광성 검출기의 응답도는 적어도 하나의 감광성 검출기, 구체적으로 적어도 하나의 감광 구역에 충돌하는 광학 방사선의 강도에 따라 달라질 수도 있다. 따라서, 일반적으로는, 적어도 하나의 감광성 검출기에 충돌하는 광학 방사선의 강도가 클수록 적어도 하나의 감광성 검출기의 감응이 커질 수도 있다. 이미 나타낸 바와 같이, 적어도 하나의 감광성 검출기에 충돌하는 광학 방사선은 구체적으로, 상이한 소스로부터의 광학 방사선의 중첩, 구체적으로 변조된 광학 방사선과 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선의 중첩일 수도 있다. 특히, 적어도 하나의 측정 정보는 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR) 및 적어도 하나의 감광성 검출기의 응답도 종속 지수 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 감광성 검출기의 적어도 하나의 응답도 종속 지수는 구체적으로, 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR)를 적어도 하나의 감광성 검출기의 DC 저항(RDC)으로 나눈 몫으로 규정될 수도 있다. 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR)는 구체적으로, 적어도 하나의 감광성 검출기의 AC 저항일 수도 있거나, 적어도 하나의 감광성 검출기의 AC 저항을 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 감광성 검출기의 총 저항은 적어도 하나의 감광성 검출기의 DC 저항(RDC)과 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR), 구체적으로 적어도 하나의 감광성 검출기의 AC 저항의 합계를 지칭할 수도 있다. 상기와 이하에서, DC는 직류를 지칭하고, AC는 교류를 지칭한다.
적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR)는 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선과, 적어도 하나의 감광성 검출기에서 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선의 중첩에 의해 유도될 수도 있다. 말한 바와 같이, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선은 비변조 광학 방사선을 포함한다. 비변조 광학 방사선은 적어도 하나의 감광성 검출기의 DC 저항(RDC)을 유도할 수도 있다. 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선은 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR)를 유도할 수도 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 방사선 방출 요소는 주기적으로, 보다 구체적으로는 지정된 변조 주파수에서 변조될 수도 있다. 따라서, 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선은 특히, 적어도 하나의 감광성 검출기의 총 저항의 주기적인 시간 변화를 구체적으로 AC 저항의 형태로 유도할 수도 있다. 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR)는 측정 대상으로부터의 광학 방사선이 증가함에 따라 적어도 하나의 감광성 검출기의 응답도가 감소할 수 있기 때문에, 적어도 하나의 감광성 검출기의 DC 저항(RDC)에 따라 달라질 수도 있다. 예로서, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선은 너무 강해서 적어도 하나의 감광성 검출기가 포화될 수도 있으며, 따라서 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR)는 0이거나 적어도 매우 작다. 추가 예로서, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선은 너무 약해서 적어도 하나의 감광성 검출기에 영향을 미치지 않을 수도 있고, 그에 따라 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR)는 매우 크다.
상기에 나타낸 바와 같이, 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR)는 적어도 하나의 감광성 검출기의 DC 저항(RDC)의 함수일 수도 있다. 또한, 적어도 하나의 열 방사체를 포함하는 적어도 하나의 측정 대상의 경우, 적어도 하나의 감광성 검출기의 DC 저항(RDC)은 적어도 하나의 측정 대상의 온도 및 적어도 하나의 측정 대상의 방사율 중 적어도 하나의 함수일 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 "방사율"이라는 용어는 열 방사선을 방출하는 적어도 하나의 방사선 방출 요소의 효율성과 관련이 있다. 보다 구체적으로, 방사율은 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 열 방사선의 강도를 나타내는 적어도 하나의 방사선 방출 요소의 재료 특성을 지칭한다. 일반적으로, 방사율은 0 내지 1의 값으로 나타내며, 1의 값은 플랑크의 법칙에 따라 열 방사선을 방출하는 완전 흑체의 표면에 대응하며, 적어도 하나의 방사선 방출 요소의 방사율은 일반적으로, 0 초과 1 미만의 값, 일반적으로는 0.5 초과, 보다 일반적으로 0.8 초과, 바람직하게는 0.9 초과의 값으로 가정한다.
스펙트럼 감지 장치는 구체적으로 저항 측정에서 적어도 하나의 감광성 검출기를 판독하도록 구성된 적어도 하나의 판독 회로를 더 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 "판독 회로"라는 용어는 일반적으로, 적어도 하나의 측정 장치, 구체적으로 적어도 하나의 감광성 검출기에 의해 감지된 적어도 하나의 물리적 특성 및/또는 적어도 하나의 물리적 특성의 변화를 정량화하고 처리하기 위해 구성된 임의의 장치를 지칭한다. 상기 언급된 바와 같이, 적어도 하나의 감광성 검출기는 구체적으로, 적어도 하나의 황화납 광전도체를 포함할 수도 있다. 광전도체는 일반적으로, 조명에 따라 이들의 전도도를 변화시킬 수 있으므로 이후에 저항 측정으로 정량화될 수도 있는 이들의 저항을 변화시킬 수도 있다. 따라서, 측정된 저항은 입사된 광학 방사선에 대한 결론을 도출하게 할 수도 있다. 저항 측정은 추가 레지스터, 구체적으로 알려진 저항을 갖는 추가 레지스터와 비교하여 수행될 수도 있다. 추가 저항은 특히 판독 회로 내의 분압기에 배열될 수도 있다.
판독 회로는 구체적으로, 적어도 하나의 감광성 검출기의 DC 저항(RDC) 및/또는 적어도 하나의 감광성 검출기 저항의 변화(ΔR)를 측정하기 위해 구성될 수도 있다. 판독 회로는 저항계, 분압기 및 통과 필터, 구체적으로 고역 통과 필터 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR)는 구체적으로, 적어도 하나의 감광성 검출기의 DC 저항(RDC)에 비해 작을 수도 있다. 고역 통과 필터는 적어도 하나의 감광성 검출기의 DC 저항(RDC)을 필터링하고 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 더 작은 변화(ΔR)만 통과하도록 허용할 수도 있다.
상기 서술된 바와 같이, 스펙트럼 감지 장치는 변조된 광학 방사선이 적어도 하나의 감광성 검출기를 향해 스펙트럼 감지 장치 내에서 안내되는 방식으로 배열된다. 일반적으로 사용되는 바와 같이, "안내"라는 용어 또는 그 임의의 문법적 변형은 특히 광학 방사선의 일부를 반사 또는 투과하여 원하는 방향으로의 광학 방사선의 전파에 영향을 미치는 것을 지칭한다. 스펙트럼 감지 장치는 변조된 광학 방사선을 적어도 하나의 감광성 검출기를 향해 안내하도록 구성된 적어도 하나의 광학 요소를 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "광학 요소"라는 용어는 일반적으로, 입사된 광학 방사선의 적어도 하나의 광학적 특성, 예를 들면 광학 방사선의 강도 또는 광학 방사선의 적어도 일부의 방향을 변경하기 위해 구성된 임의의 요소를 지칭한다. 적어도 하나의 광학 방사선이 광학 요소에서 산란될 수도 있다. 적어도 하나의 광학 방사선은 적어도 부분적으로 광학 요소에 의해 반사되거나, 광학 요소를 통해 투과되거나, 그리고/또는 광학 요소에 의해 흡수될 수도 있다.
광학 방사선과 적어도 하나의 광학 요소 사이의 상호 작용은 광학 방사선의 적어도 하나의 물리적 특성, 구체적으로 광학 방사선의 입사각 및/또는 광학 방사선의 적어도 하나의 파장 중 적어도 하나에 따라 달라질 수도 있다. 당업자가 알고 있는 바와 같이, 광학 방사선의 파장은 또한 광학 주파수, 파상수(wavenumber) 또는 에너지 관점으로 표현될 수도 있다. 광학 방사선과 적어도 하나의 광학 요소 사이의 상호 작용은 적어도 하나의 광학 요소의 적어도 하나의 물리적 특성, 구체적으로 적어도 하나의 광학 요소의 굴절률, 적어도 하나의 광학 요소의 광학 밀도, 적어도 하나의 광학 요소의 두께 및 적어도 하나의 광학 요소의 적어도 하나의 표면 조건 중 적어도 하나에 따라 추가로 달라질 수도 있다. 적어도 하나의 광학 요소는 거울, 창, 렌즈, 조리개(aperture), 격자, 프리즘 및 광학 필터 중 적어도 하나일 수도 있거나 이를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 광학 요소는 적어도 하나의 부분 반사 광학 요소를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 부분 반사 광학 요소는 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출된 변조된 광학 방사선을 적어도 하나의 감광성 검출기를 향해 반사하도록 지정될 수도 있다. 적어도 하나의 부분 반사 광학 요소는 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선에 대해 투명할 수도 있다. 따라서, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선은 적어도 하나의 부분 반사 광학 소자를 통해, 구체적으로 적어도 하나의 감광성 검출기를 향해 투과될 수도 있다.
적어도 하나의 방사선 방출 요소는 변조된 광학 방사선이 일정한 조명 출력을 가질 수도 있는 방식으로 변조된 광학 방사선을 방출하도록 지정될 수도 있다. 구체적으로, 변조된 광학 방사선의 평균 조명 출력은 보다 큰 시간 간격에 걸쳐서 일정할 수도 있다. 변조된 광학 방사선의 진폭은 특히, 일정한 변조 주파수에서 주기적으로 변조될 수도 있다. 당업자가 알고 있는 바와 같이, 광학 방사선의 진폭은 조명 출력과 관련이 있다. 따라서, 1주기 내에서, 변조된 광학 방사선의 조명 출력이 자연스럽게 교대로 나타날 수도 있다. 그러나, 복수의 기간을 포함하는 시간 간격 동안에, 평균 조명 출력은 구체적으로 일정할 수도 있다. 보다 구체적으로, 변조된 광학 방사선의 최대 진폭은 일정할 수도 있으며, 변조된 광학 방사선은 구체적으로, 일정한 변조 주파수에서 주기적으로 변조될 수도 있다. 이러한 경우에 조명 출력의 시간 변화를 고려할 필요가 없기 때문에, 조명 출력이 일정하면 구체적으로, 변조된 광학 방사선의 평가가 용이해질 수도 있다.
스펙트럼 감지 장치는 적어도 2개의 개별 감광성 검출기를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 제 1 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역은 변조된 광학 방사선을 수용하도록 지정될 수도 있다. 적어도 하나의 제 2 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역은 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선 및 변조된 광학 방사선을 수용하도록 지정될 수도 있다. 따라서, 이 구성에서, 적어도 하나의 제 2 감광성 검출기는 적어도 하나의 측정 정보를 생성하는데 사용될 수도 있는 반면, 적어도 하나의 제 1 감광성 검출기는 적어도 하나의 제 2 감광성 검출기에서 드리프트 효과를 교정하는데 사용될 수도 있다. 적어도 하나의 제 1 감광성 검출기 및 적어도 하나의 제 2 감광성 검출기는 특히, 구조적으로 동일할 수도 있거나, 적어도 유사한 특성, 구체적으로 유사한 응답도를 가질 수도 있다. 이를 위해, 검출기 어레이, 멀티-픽셀 시스템 및 검출기-매트릭스 중 적어도 하나가 사용될 수도 있다. 따라서, 적어도 하나의 감광성 검출기는 검출기 어레이, 멀티-픽셀 시스템 및 검출기-매트릭스 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "제 1" 또는 "제 2"라는 용어는 순서나 시간적 순서를 지정하는 일없이 동일한 유형의 다른 요소가 존재할 수도 있을 가능성을 배제하는 일없이 요소를 설명하는 것으로 간주된다.
스펙트럼 감지 장치는 적어도 하나의 방사선 분리 요소를 더 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 방사선 분리 요소는 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선으로부터 변조된 광학 방사선을 분리하기 위해 지정 및 배치될 수도 있다. 적어도 하나의 방사선 분리 요소는 적어도 하나의 제 1 광학 필터 요소를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 제 1 광학 필터 요소는 적어도 하나의 제 1 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역이 변조된 광학 방사선만을 수용하는 방식으로 지정 및 배열될 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "광학 필터 요소"라는 용어는 일반적으로, 광학 방사선의 파장 및/또는 광학 방사선의 편광과 같은 광학 방사선의 적어도 하나의 물리적 특성에 따라 광학 방사선을 선택적으로 차단하기 위해 구성된 임의의 장치를 지칭한다. 따라서, 적어도 하나의 제 1 광학 필터 요소는 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선을 차단하기 위해 구성될 수도 있으며, 적어도 하나의 제 2 광학 필터 요소는 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선을 차단하기 위해 구성될 수도 있다.
적어도 하나의 방사선 분리 요소는 적어도 하나의 비투명 광학 요소를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 비투명 광학 요소는 적어도 하나의 제 1 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역이 변조된 광학 방사선만을 수용하는 방식으로 지정 및 배열될 수도 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 비투명 광학 요소는 적어도 하나의 불투명 재료일 수도 있거나 적어도 하나의 불투명 재료를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 비투명 광학 요소는 구체적으로, 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선의 파장 범위, 및 적어도 하나의 측정 대상에 의해 방출되는 광학 방사선의 파장 범위를 포함하는 파장 범위에 걸쳐서 불투명할 수도 있다.
스펙트럼 감지 장치는 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소를 더 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소는 추가 변조된 광학 방사선을 방출하도록 지정될 수도 있다. 적어도 하나의 평가 유닛은,
적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선과 추가 변조된 광학 방사선의 중첩에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 변조된 검출기 신호와,
적어도 하나의 측정 정보를 사용함으로써,
적어도 하나의 측정 대상에 대한 적어도 하나의 스펙트럼 정보를 생성하도록 추가로 구성될 수도 있다.
스펙트럼 감지 장치는 특히 바람직하게는, 추가 변조된 광학 방사선이 적어도 하나의 측정 대상을 향해 안내되는 방식으로 배열될 수도 있다.
구체적으로, 스펙트럼 감지 장치는 추가 변조된 광학 방사선이 적어도 하나의 측정 대상에 의해 적어도 하나의 감광성 검출기, 구체적으로 적어도 하나의 감광 구역을 향해 후속적으로 반사되는 방식으로 추가 변조된 광학 방사선이 적어도 하나의 측정 대상을 향해 안내되는 방식으로 배열될 수도 있다. 따라서, 추가 변조된 광학 방사선은 측정 대상의 적어도 하나의 광학적 특성, 구체적으로 반사율, 방사율 및 흡수율 중 적어도 하나에 대한 정보를 제공할 수도 있다. 적어도 하나의 측정 대상을 통한 광학 방사선의 투과는 구체적으로 금속 표면의 경우에 무시할 수 있는 정도일 수도 있다. 따라서, 방사율은 1에서 반사율을 뺀 값으로 계산될 수도 있다. 당업자가 더 알고 있는 바와 같이, 반사율, 방사율 및 흡수율 중 적어도 하나는 파장에 따라 달라질 수도 있다.
"스펙트럼 정보"라는 용어에 대해서는 상기 설명이 참조될 수 있다. 적어도 하나의 측정 대상에 대한 적어도 하나의 스펙트럼 정보를 생성하는 것은 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선을 측정하는 것을 포함할 수도 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선은 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR)를 결정하고, 그리고/또는 적어도 하나의 감광성 검출기의 적어도 하나의 응답도 종속 지수를 계산하여 측정될 수도 있다. 보다 구체적으로, 적어도 하나의 측정 대상이 적어도 하나의 열 방사체를 포함하는 경우, 적어도 하나의 측정 대상의 온도는 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR)를 측정하거나, 그리고/또는 적어도 하나의 감광성 검출기의 적어도 하나의 응답도 종속 지수를 계산하여 도출될 수도 있다. 이를 통해, 구체적으로, 비변조 측정 대상의 장시간 드리프트가 제거될 수도 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 측정 대상의 DC 저항의 측정은 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선을 측정하기 위한 주요 측정 방법으로서 여전히 수행될 수도 있으며, 적어도 하나의 측정 대상의 DC 저항의 측정은 적어도 하나의 측정 정보를 이용하여 규칙적인 또는 불규칙한 시간 간격으로 교정될 수도 있다.
적어도 하나의 평가 유닛은, 변조된 광학 방사선에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 변조된 검출기 신호와, 추가 변조된 광학 방사선에 의한 적어도 하나의 감광 구역을 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 추가 변조된 검출기 신호를 추가로 비교함으로써 적어도 하나의 교정 정보를 생성하도록 추가로 구성될 수도 있다.
일반적으로 사용되는 바와 같이, "교정"이라는 용어는 주로 스펙트럼 감지 장치 자체와 관련되고 스펙트럼 감지 장치에 영향을 미치는 변경으로 인해 스펙트럼 감지 장치에 실제로 발생하는 드리프트 효과를 때때로 교정하는 공정을 지칭한다. 변경은 특히, 방사선 방출 요소 또는 감광성 검출기 중 적어도 하나의 열화와, 방사선 방출 요소 또는 감광성 검출기 중 적어도 하나의 온도 드리프트와, 스펙트럼 감지 장치에 영향을 미치는 주변 온도의 변화와, 스펙트럼 감지 장치와 관련된 온도, 즉, 적어도 하나의 감광성 검출기와 대응하는 전자 장치가 작동할 수도 있는 온도의 변화, 스펙트럼 감지 장치에 의해 구성된 적어도 하나의 구성요소, 특히 기계적 하우징, 홀더 또는 광학 요소 중 적어도 하나, 구체적으로 적어도 하나의 광학 윈도우에 대한 기계적 확장 또는 수축 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 그러나, 추가 변경도 실현 가능할 수도 있다. 또한, 긴 수명 트랩의 이완과 같은 전기화학적 공정 또는 물리적 공정은 드리프트 효과로 이어질 수도 있다. 드리프트 효과를 교정하는 것은, 구체적으로, 드리프트 효과가 스펙트럼 감지 장치에 의해 결정된 결과가 결정적이지 않을 정도로 측정 데이터가 왜곡되는 것을 방지하여 측정 데이터의 신뢰성을 유지하는 것을 용이하게 할 수도 있다.
결과적으로, 본 명세서에서 사용되는 "하나의 교정 정보"라는 용어는 일반적으로, 교정에 사용할 수 있는 요소 또는 대상의 물리적 특성과 같은 적어도 하나의 개체의 질적 및/또는 양적 설명을 제공하는 데이터, 지식 또는 증거 중 적어도 하나를 지칭한다. 적어도 하나의 교정 정보는 교정 계수, 교정 곡선 또는 교정 함수 중 적어도 하나일 수도 있거나 이를 포함할 수도 있으며, 이는 바람직하게는 교정 파일로, 구체적으로는, 테이블, 값의 집합 및 관련 함수 중 적어도 하나의 형태, 파라미터화된 형태, 또는 함수 방정식으로 데이터 저장 유닛에 저장될 수도 있다. 적어도 하나의 교정 정보는 룩업 테이블에 기록될 수도 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 교정 정보는 적어도 하나의 감광성 검출기의 응답도와 관련될 수도 있다. 적어도 하나의 감광성 검출기는 적어도 하나의 교정 정보를 사용하여, 구체적으로 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선을 측정하는 동시에, 지속적으로 교정될 수도 있다. 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 추가 변조된 광학 방사선은 특히 변조 주파수 관점에서 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선과 상이할 수도 있다. 따라서, 적어도 하나의 감광성 검출기는 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 추가 변조된 광학 방사선과, 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선 둘 모두를 동시에 검출하고 이들을 구별할 수도 있다. 또한, 적어도 하나의 감광성 검출기는 적어도 하나의 교정 정보를 사용하여 규칙적인 또는 불규칙한 시간 간격으로 교정될 수도 있다.
구체적으로, 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소는 적어도 하나의 방사선 방출 요소와 구조적으로 동일할 수도 있거나, 적어도, 유사한 특성, 특히 조명 출력 및/또는 파장 범위와 같은 방출 특성을 가질 수도 있다. 그러나, 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선의 변조는 구체적으로, 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선의 추가 변조와 비교하여 상이할 수도 있다. 따라서, 변조된 광학 방사선은 적어도 하나의 감광성 검출기에 의해 감지될 때 추가 변조된 광학 방사선과 구별될 수도 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 방사선 방출 요소 및 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소는 순차적으로 변조될 수도 있다. 또한, 적어도 하나의 방사선 방출 요소 및 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소는 상이한 변조 주파수에서 동시에 변조될 수도 있다. 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선은 적어도 하나의 감광성 검출기에서 저항의 변화(ΔR1)를 유도할 수도 있다. 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 추가 변조된 광학 방사선은 적어도 하나의 감광성 검출기에서 저항의 변화(ΔR2)를 유도할 수도 있다. 따라서, 적어도 하나의 교정 정보는 적어도 하나의 감광성 검출기에서 저항의 변화(ΔR1)를 적어도 하나의 감광성 검출기에서 저항의 변화(ΔR2)와 비교하여 도출될 수도 있다. 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소에 관한 추가 상세에 대해, 상기에 제공된 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 대한 설명을 참조할 수도 있다.
적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소는 추가 변조된 광학 방사선이 일정한 조명 출력을 갖는 방식으로 추가 변조된 광학 방사선을 방출하도록 지정될 수도 있다. 스펙트럼 감지 장치는 추가 변조된 광학 방사선이 적어도 하나의 측정 대상에 의해 반사, 구체적으로 적어도 하나의 감광성 검출기를 향해 반사되는 방식으로 배열될 수도 있다. 따라서, 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소는 추가 변조된 광학 방사선으로 적어도 하나의 측정 대상을 조명할 수도 있다. 추가 변조된 광학 방사선은 적어도 하나의 측정 대상에서 산란될 수도 있다. 구체적으로, 추가 변조된 광학 방사선은 적어도 하나의 측정 대상에서 적어도 부분적으로 흡수될 수도 있으며, 흡수는 적어도 하나의 측정 대상을 형성하는 적어도 하나의 재료의 구성과 같은 적어도 하나의 측정 대상의 적어도 하나의 물리적 특성에 대해 특징적일 수도 있다. 따라서, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 반사된 변조된 광학 방사선은 적어도 하나의 측정 대상의 적어도 하나의 물리적 특성에 대한 적어도 하나의 정보를 전달할 수도 있다. 적어도 하나의 측정 대상에 의해 반사되는 변조된 광학 방사선은 적어도 하나의 측정 대상에 대한 스펙트럼 정보를 보유하는 확산 반사된 광학 방사선을 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 측정 대상에 의해 반사되는 변조된 광학 방사선은 구체적으로 프레넬 반사를 통해 적어도 하나의 측정 대상에 대한 방사율 정보를 보유하는 직접 반사된 광학 방사선을 포함할 수도 있다.
따라서, 적어도 하나의 감광성 검출기에서 저항의 변화(ΔR1)와 적어도 하나의 감광성 검출기에서 저항의 변화(ΔR2)를 비교함으로써, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선은 추가로 측정될 수도 있으며, 구체적으로 적어도 하나의 측정 대상의 화학 성분, 방사율 및 온도 중 적어도 하나는 결정될 수도 있다. 구체적으로, 제 1 측정에서, 적어도 하나의 감광성 검출기에서 저항의 변화(ΔR1)과 적어도 하나의 감광성 검출기에서 저항의 변화(ΔR2)는 적어도 하나의 응답도 종속 지수를 계산하기 위해 비교될 수도 있다. 제 2 측정에서, 적어도 하나의 응답도 종속 지수는 적어도 하나의 측정 대상의 화학적 조성, 방사율 및 온도 중 적어도 하나를 계산하기 위해 가중될 수도 있다.
스펙트럼 감지 장치는 적어도 2개의 개별 감광성 검출기를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 추가 제 1 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역은 변조된 광학 방사선을 수용하도록 지정될 수도 있다. 적어도 하나의 추가 제 2 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역은 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선 및 추가 변조된 광학 방사선을 수용하도록 지정될 수도 있다. 스펙트럼 감지 장치는 적어도 하나의 추가 방사선 분리 요소를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 추가 방사선 분리 요소는 변조된 광학 방사선을 추가 변조된 광학 방사선으로부터 분리하기 위해 지정 및 배열될 수도 있다. 적어도 하나의 추가 방사선 분리 요소는 구체적으로, 상기에 논의된 방사선 분리 요소와 구조적으로 동일하거나, 적어도 유사한 특성, 구체적으로 광학적 특성을 가질 수도 있다. 따라서, 추가 방사선 분리 요소 및 그 실시예에 관한 추가 상세에 대해서, 상기에 제공된 방사선 분리 요소 및 그 실시예를 참조할 수도 있다.
적어도 하나의 추가 방사선 분리 요소는 적어도 하나의 추가 제 1 광학 필터 요소 및 적어도 하나의 추가 제 2 광학 필터 요소 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 추가 제 1 광학 필터 요소는 적어도 하나의 추가 제 1 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역이 변조된 광학 방사선만을 수용하는 방식으로 지정 및 배열될 수도 있다. 적어도 하나의 추가 제 2 광학 필터 요소는 적어도 하나의 추가 제 2 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역이 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선 및 추가 변조된 광학 방사선만을 수용하는 방식으로 지정 및 배열될 수도 있다.
적어도 하나의 추가 방사선 분리 요소는 적어도 하나의 추가 비투명 광학 요소를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 추가 비투명 광학 요소는 적어도 하나의 추가 제 1 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역이 변조된 광학 방사선만을 수용하고, 적어도 하나의 추가 제 2 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역이 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선 및 추가 변조된 광학 방사선만을 수용하는 방식으로 지정 및 배열될 수도 있다.
적어도 2개의 개별 감광성 검출기는 적어도 하나의 추가 제 1 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역이 변조된 광학 방사선만을 수용하고, 적어도 하나의 추가 제 2 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역이 변조된 광학 방사선, 추가 변조된 광학 방사선 및 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선을 수용하는 방식으로 배열될 수도 있다. 스펙트럼 감지 장치는 2개의 추가 제 1 개별 감광성 검출기를 포함할 수도 있다. 적어도 2개의 추가 제 1 감광성 검출기 중 하나의 적어도 하나의 감광 구역은 변조된 광학 방사선만 수용할 수도 있다. 적어도 2개의 추가 제 1 감광성 검출기 중 다른 하나의 적어도 하나의 감광 구역은 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선 및 변조된 광학 방사선을 수용할 수도 있다.
스펙트럼 감지 장치는 적어도 하나의 추가 부분 반사 광학 요소를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 부분 반사 광학 요소는 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선을 적어도 하나의 감광성 검출기를 향해 반사하고, 적어도 하나의 추가 방출 요소에 의해 방출되는 추가 광학 방사선을 적어도 하나의 측정 대상을 향해 전달하도록 지정될 수도 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 추가 부분 반사 광학 요소에서의 반사는 프레넬 반사일 수도 있거나 프레넬 반사를 포함할 수도 있다. 일반적으로 사용되는 바와 같이, "프레넬 반사"라는 용어는 상이한 굴절률을 갖는 적어도 2개의 매체 사이의 인터페이스의 결과로서의 일종의 광학적 반사를 지칭한다. 적어도 하나의 추가 부분 반사 광학 요소는 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선에 대해 투명하다.
스펙트럼 감지 장치는 적어도 하나의 온도 안정화 요소를 더 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 온도 안정화 요소는 적어도 하나의 감광성 검출기, 적어도 하나의 방사선 방출 요소 및 적절한 경우, 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소 중 적어도 하나의 온도를 일정한 수준으로 유지하기 위해 지정될 수도 있다. 온도를 일정하게 유지하면 측정 동안에 드리프트 효과를 방지하는 것을 용이하게 할 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 "온도 안정화 요소"라는 용어는 일반적으로, 히트 싱크 및 히트 펌프 중 적어도 하나를 지칭하며, 히트 펌프는 적어도 2개의 공간 영역 사이에서 열을 능동적으로 전달하도록 지정되고, 이에 의해 적어도 2개의 공간 영역 사이에 열 플럭스를 생성한다. 온도 안정화 요소는 구체적으로, 열 플럭스를 생성하기 위해 펠티에 효과를 기반으로 할 수도 있다. 이를 위해, 온도 안정화 요소는 특히, 적어도 하나의 열전 냉각기를 포함할 수도 있다. 열 플럭스의 방향은 열전 냉각기에 인가되는 전류의 방향에 따라 달라질 수도 있다. 열 플럭스의 방향에 따라, 온도 안정화 요소는 적어도 하나의 추가 공간 영역으로 열을 전달하여 적어도 하나의 공간 영역을 냉각하거나 적어도 하나의 추가 공간 영역으로부터 열을 전달하여 적어도 하나의 공간 영역을 가열하는데 사용될 수도 있다. 그러나, 추가 종류의 온도 안정화 요소가 실현 가능할 수도 있다.
본 발명의 다른 관점에서는, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 방출되는 광학 방사선을 측정하는 방법이 개시된다. 적어도 하나의 측정 대상에 의해 방출되는 광학 방사선은 비변조 광학 방사선을 포함한다. 본 발명에 따른 광학 방사선 측정 방법은, a) 적어도 하나의 방사선 방출 요소를 사용하여 변조된 광학 방사선을 방출하는 단계로서, 변조된 광학 방사선은 적어도 하나의 감광성 검출기를 향해 스펙트럼 감지 장치 내에서 안내되고, 적어도 하나의 감광성 검출기는 광학 방사선을 수용하도록 지정된 적어도 하나의 감광 구역을 가지며, 적어도 하나의 감광성 검출기에 의해 생성되는 적어도 하나의 검출기 신호는 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 따라 달라지는, 상기 변조된 광학 방사선을 방출하는 단계와,
b) 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선과 변조된 광학 방사선의 중첩에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 검출기 신호를 이용하여 적어도 하나의 평가 유닛을 사용하여 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 대한 적어도 하나의 측정 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 방법은, c) 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소를 사용하여 추가 변조된 광학 방사선을 방출하는 단계로서, 추가 변조된 광학 방사선은 적어도 하나의 측정 대상을 향해 안내되는, 상기 추가 변조된 광학 방사선을 방출하는 단계와,
d) 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선과 상기 추가 변조된 광학 방사선의 중첩에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 변조된 검출기 신호와, 적어도 하나의 측정 정보를 사용함으로써, 적어도 하나의 평가 유닛을 사용하여 적어도 하나의 측정 대상에 대한 적어도 하나의 스펙트럼 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 방법은, e) 변조된 광학 방사선에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 검출기 신호와, 추가 변조된 광학 방사선에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 추가 검출기 신호를 추가로 비교함으로써 적어도 하나의 평가 유닛을 사용하여 적어도 하나의 교정 정보를 생성하는 단계를 추가로 포함할 수도 있다.
a) 단계 내지 e) 단계는 연속적인 또는 불연속인 방식으로 수행될 수도 있으며, a) 단계 내지 e) 단계는 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수도 있다. 구체적으로, c) 단계 내지 e) 단계가 수행되는 경우, a) 단계 및 c) 단계는 동시에 수행될 수도 있고, b) 단계 및 e) 단계는 동시에 수행된 후 최종적으로 d) 단계가 수행될 수도 있다. 또한, 본 명세서에 나열되어 있는지 여부에 관계없이 추가 단계가 수행될 수도 있다.
단계 e)에서, 적어도 하나의 교정 정보는,
적어도 하나의 변조 주파수가 상이한 변조된 광학 방사선 및 추가 변조된 광학 방사선과,
적어도 하나의 스펙트럼 응답도가 상이한 적어도 하나의 제 1 감광 구역 및 적어도 하나의 제 2 감광 구역 중 적어도 하나를 사용하여 적어도 하나의 검출기 신호를 적어도 하나의 추가 검출기 신호와 상이하게 함으로써 생성될 수도 있다.
또 다른 관점에서, 본 발명은 컴퓨터 프로그램에 관련되며, 이는 본 프로그램이 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터가 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같은 광학 방사선 측정 방법의 단계를 수행하게 하는 실행 가능한 명령을 포함한다. 실행 가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램은 바람직하게는, 평가 유닛, 특히 데이터 처리 장치, 특히 컴퓨터 또는 전자 통신 유닛, 구체적으로 스마트폰 또는 태블릿에 완전히 또는 부분적으로 통합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램은 평가 유닛, 특히 전자 통신 유닛에 이미 포함된 적어도 하나의 데이터 처리 유닛을 사용하여 본 방법을 수행 가능할 수도 있다. 예로서, 본 방법은 전자 통신 장치에서 "앱"이라는 용어로도 표시되는 애플리케이션으로 수행될 수도 있다.
본 발명의 다른 관점에서는, 본 발명에 따른 스펙트럼 감지 장치의 사용이 개시된다. 본 명세서에서, 적어도 하나의 측정 대상과 관련된 정보, 특히 스펙트럼 정보를 결정하기 위한 목적으로 스펙트럼 감지 장치의 사용이 제안된다. 본 명세서에서, 스펙트럼 감지 장치는, 바람직하게는, 적외선 감지 애플리케이션과, 분광 애플리케이션과, 배기가스 모니터링 애플리케이션과, 연소 공정 모니터링 애플리케이션과, 오염 모니터링 애플리케이션과, 산업 공정 모니터링 애플리케이션과, 혼합 또는 조합 공정 모니터링과, 화학 공정 모니터링 애플리케이션과, 식품 가공 공정 모니터링 애플리케이션과, 식품 준비 공정 모니터링과, 수질 모니터링 애플리케이션과, 공기 품질 모니터링 애플리케이션과, 품질 관리 애플리케이션과, 온도 제어 애플리케이션과, 모션 제어 애플리케이션과, 배기 제어 애플리케이션과, 가스 감지 애플리케이션과, 가스 분석 애플리케이션과, 모션 감지 애플리케이션과, 화학 감지 애플리케이션과, 모바일 애플리케이션과, 의료 애플리케이션과, 모바일 분광 애플리케이션과, 식품 분석 애플리케이션과, 식물 건강을 모니터링하는 농업 애플리케이션, 특히 토양, 사일리지, 비료, 작물 또는 농산물의 특성평가와, 플라스틱 식별 및/또는 재활용 애플리케이션으로 구성된 그룹으로부터 선택된 사용 목적을 위해 사용될 수도 있다. 그러나, 추가 애플리케이션도 실현 가능할 수도 있다.
본 발명에 따른 광학 방사선의 측정 방법, 대응하는 컴퓨터 프로그램 및 스펙트럼 감지 장치의 각각의 용도에 관한 추가 상세에 대해서, 본 명세서의 다른 곳에 제공된 바와 같이 광학 방사선의 측정용 스펙트럼 감지 장치에 대한 설명을 참조할 수도 있다.
본 발명에 개시된 스펙트럼 감지 장치 및 광학 방사 측정 방법은 종래 기술에 비해 상당한 이점을 갖는다. 본 발명에 따른 스펙트럼 감지 장치 및 방법은 바람직하게는, 완전 자동화된 방식으로, 임의의 사전한정된 반사 대상을 필요로 하지 않고 자체 교정을 수행하도록 구성된다. 또한, 신호의 변조는 노이즈 감소, 구체적으로 1/f 노이즈로 이어질 수도 있다. 특히, 본 스펙트럼 감지 장치 및 방법은 스펙트럼 감지 장치 및 멀티-픽셀 감지 솔루션의 측정 결과의 신뢰성을 향상시키는데 사용될 수도 있으며, 특히, 멀티-픽셀 솔루션 기반의 IR 감지 모듈의 자체 교정을 가능하게 하는데 사용될 수도 있다. 그 결과, 본 명세서에 개시된 스펙트럼 감지 장치 및 방법은 사용자에 의해 장치의 사용 및 교정을 용이하게 할 수도 있다. 따라서, 이러한 종류의 스펙트럼 감지 장치는 가전제품의 일상 사용자가 사용할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "구비하다" 및 "포함하다"라는 용어 또는 그 임의의 문법적 변형은 배타적이지 않은 방식으로 사용된다. 따라서, 이러한 용어는 이러한 용어가 소개하는 특징 외에, 이 내용에 설명되는 개체에 존재하는 추가 특징이 없는 상황과, 하나 이상의 추가 특징이 존재하는 상황 둘 모두를 지칭할 수도 있다. 예로서, "A는 B를 구비한다" 및 "A는 B를 포함한다"는 표현은 B 외에, A에 다른 요소가 존재하지 않는 상황(즉, A가 전적으로 그리고 독점적으로 B로만 구성된 상황)과, B 외에, 요소 C, 요소 C 요소 및 요소 D 요소, 또는 심지어 추가 요소와 같은 하나 이상의 추가 요소가 개체 A에 존재하는 상황 둘 모두를 지칭할 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "바람직하게는", "보다 바람직하게는", "특히", "보다 특히", "구체적으로", "보다 구체적으로"라는 용어 또는 유사한 용어는 대체 가능성을 제한하는 일없이 선택적 특징과 함께 사용된다. 따라서, 이러한 용어로 소개되는 특징은 선택적 특징이며, 청구범위를 임의의 방식으로 제한하도록 의도되지 않는다. 본 발명은 당업자가 인식하는 바와 같이, 대체 특징을 사용하여 수행될 수도 있다. 유사하게, "본 발명의 실시예에서" 또는 유사한 표현으로 도입되는 특징은 본 발명의 대안적인 실시예에 대한 임의의 제한 없이, 본 발명의 범위에 대한 임의의 제한 없이, 그리고 이러한 방식으로 도입된 특징이 본 발명의 다른 선택적 또는 비선택적 특징 방식과 결합될 가능성에 대한 임의의 제한 없이, 선택적 특징이 되도록 의도된다.
요약하면, 본 발명의 내용에서, 이하의 실시예가 특히 바람직한 것으로 간주된다.
실시예 1: 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선을 측정하기 위한 스펙트럼 감지 장치로서, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선은 비변조 광학 방사선을 포함하는, 상기 스펙트럼 감지 장치에 있어서,
변조된 광학 방사선을 방출하도록 지정되는 적어도 하나의 방사선 방출 요소와,
광학 방사선을 수용하도록 지정된 적어도 하나의 감광 구역을 구비하는 적어도 하나의 감광성 검출기로서, 적어도 하나의 감광성 검출기에 의해 생성되는 적어도 하나의 검출기 신호는 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 따라 달라지는, 상기 적어도 하나의 감광성 검출기와,
변조된 광학 방사선과 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선의 중첩에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 변조된 검출기 신호를 사용함으로써, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 대한 적어도 하나의 측정 정보를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 평가 유닛을 포함하며,
스펙트럼 감지 장치는 변조된 광학 방사선이 적어도 하나의 감광성 검출기를 향해 스펙트럼 감지 장치 내에서 안내되는 방식으로 배열되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 2: 실시예 1에 있어서, 적어도 하나의 방사선 방출 요소는 열 방사체 또는 반도체 기반 방사선 소스 중 적어도 하나에 포함되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 3: 실시예 2에 있어서, 적어도 하나의 반도체 기반 방사선 소스는 발광 다이오드(LED) 또는 레이저, 특히 레이저 다이오드 중 적어도 하나로부터 선택되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 4: 실시예 1 내지 실시예 3 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 감광성 검출기는 알려진 광학 센서, 특히 무기 카메라 요소, 바람직하게는 무기 카메라 칩, 보다 바람직하게는 CCD 칩 또는 CMOS 칩으로부터 선택되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 5: 실시예 1 내지 실시예 4 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 감광성 검출기, 특히 적어도 하나의 감광 구역은 적어도 하나의 광전도 재료를 포함하는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 6: 실시예 5에 있어서, 적어도 하나의 광전도 재료는 PbS, PbSe, Ge, InGaAs, InSb 또는 HgCdTe 중 적어도 하나로부터 선택되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 7: 실시예 1 내지 실시예 6 중 어느 하나에 있어서, 방출된 광학 방사선은 760㎚ 내지 1000㎛(적외선 스펙트럼 범위)의 파장을 포함하는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 8: 실시예 7에 있어서, 방출된 광학 방사선은 760㎚ 내지 3㎛(근적외선 스펙트럼 범위)의 파장을 포함하는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 9: 실시예 8에 있어서, 방출된 광학 방사선은 1㎛ 내지 3㎛의 파장을 포함하는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 10: 실시예 1 내지 실시예 9 중 어느 하나에 있어서, 평가 유닛은 스펙트럼 감지 장치 또는 그 일부를 완전히 또는 부분적으로 제어하거나 구동하도록 추가로 설계되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 11: 실시예 1 내지 실시예 10 중 어느 하나에 있어서, 평가 유닛은 적어도 하나의 방사선 방출 요소 및 적어도 하나의 감광성 검출기 중 적어도 하나를 제어하도록 추가로 구성되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 12: 실시예 1 내지 실시예 11 중 어느 하나에 있어서, 평가 유닛에 의해 결정된 적어도 하나의 측정 정보는 전자, 시각, 청각 또는 촉각 중 적어도 하나의 방식으로 추가 장치 중 적어도 하나 또는 사용자에게 제공되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 13: 실시예 1 내지 실시예 12 중 어느 하나에 있어서, 평가 유닛에 의해 결정된 적어도 하나의 측정 정보는 적어도 하나의 데이터 저장 유닛에 저장되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 14: 실시예 13에 있어서, 적어도 하나의 데이터 저장 유닛은 스펙트럼 감지 장치, 특히 적어도 하나의 평가 유닛에 포함되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 15: 실시예 13 또는 실시예 14에 있어서, 적어도 하나의 데이터 저장 유닛은 별도의 저장 유닛인, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 16: 실시예 15에 있어서, 별도의 저장 유닛은 적어도 하나의 전자 통신 유닛에 포함되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 17: 실시예 15 및 실시예 16에 있어서, 적어도 하나의 측정 정보는 적어도 하나의 인터페이스, 특히 무선 인터페이스 및/또는 유선 결합 인터페이스를 통해 별도의 저장 유닛으로 전달되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 18: 실시예 1 내지 실시예 17 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 측정 정보는 적어도 하나의 감광성 검출기의 응답도와 관련되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 19: 실시예 1 내지 실시예 18 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 측정 정보는 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR) 및 적어도 하나의 감광성 검출기의 응답도 종속 지수 중 적어도 하나를 포함하는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 20: 실시예 19에 있어서, 적어도 하나의 응답도 종속 지수는 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR)를 적어도 하나의 감광성 검출기의 DC 저항(RDC)으로 나눈 몫으로 규정되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 21: 실시예 19 또는 실시예 20에 있어서, 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR)는 적어도 하나의 감광성 검출기에서 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선과 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선의 중첩에 의해 유도되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 22: 실시예 1 내지 실시예 21 중 어느 하나에 있어서, 스펙트럼 감지 장치는 구체적으로 저항 측정에서, 적어도 하나의 감광성 검출기를 판독하기 위해 구성된 적어도 하나의 판독 회로를 더 포함하는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 23: 실시예 22에 있어서, 판독 회로는 적어도 하나의 감광성 검출기의 DC 저항(RDC) 및/또는 적어도 하나의 감광성 검출기의 저항의 변화(ΔR)를 측정하기 위해 구성되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 24: 실시예 22 또는 실시예 23에 있어서, 판독 회로는 저항계, 분압기 및 통과 필터, 구체적으로 고역 통과 필터 중 적어도 하나를 포함하는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 25: 실시예 1 내지 실시예 24 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 방사선 방출 요소는 변조된 광학 방사선이 일정한 조명 출력을 갖는 방식으로 변조된 광학 방사선을 방출하도록 지정되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 26: 실시예 1 내지 실시예 25 중 어느 하나에 있어서, 적어도 2개의 개별 감광성 검출기를 포함하며,
적어도 하나의 제 1 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역은 변조된 광학 방사선을 수용하도록 지정되고,
적어도 하나의 제 2 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역은 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선 및 변조된 광학 방사선을 수용하도록 지정되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 27: 실시예 25 또는 실시예 26에 있어서, 적어도 하나의 방사선 분리 요소를 더 포함하며, 적어도 하나의 방사선 분리 요소는 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선으로부터 변조된 광학 방사선을 분리하도록 지정 및 배열되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 28: 실시예 27에 있어서, 적어도 하나의 방사선 분리 요소는 적어도 하나의 제 1 광학 필터 요소를 포함하며, 적어도 하나의 제 1 광학 필터 요소는 적어도 하나의 제 1 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역이 변조된 광학 방사선만 수용하는 방식으로 지정 및 배열되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 29: 실시예 27 또는 실시예 28에 있어서, 적어도 하나의 방사선 분리 요소는 적어도 하나의 비투명 광학 요소를 포함하며, 적어도 하나의 비투명 광학 요소는 적어도 하나의 제 1 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역이 변조된 광학 방사선만 수용하는 방식으로 지정 및 배열되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 30: 실시예 1 내지 실시예 29 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선은 적어도 하나의 측정 대상에 의해 방출되는 것과, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 반사되는 것과, 적어도 하나의 측정 대상을 통해 투과되는 것 중 적어도 하나일 수도 있는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 31: 실시예 1 내지 실시예 30 중 어느 하나에 있어서, 변조된 광학 방사선을 적어도 하나의 감광성 검출기를 향해 안내하도록 구성된 적어도 하나의 광학 요소를 더 포함하는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 32: 실시예 31에 있어서, 적어도 하나의 광학 요소는 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출된 변조된 광학 방사선을 적어도 하나의 감광성 검출기를 향해 반사하도록 지정된 적어도 하나의 부분 반사 광학 요소를 포함하는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 33: 실시예 32에 있어서, 적어도 하나의 부분 반사 광학 요소는 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선에 대해 투명한, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 34: 실시예 1 내지 실시예 33 중 어느 하나에 있어서, 추가 변조된 광학 방사선을 방출하도록 지정된 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소를 더 포함하며,
적어도 하나의 평가 유닛은,
적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선과 추가 변조된 광학 방사선의 중첩에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 변조된 검출기 신호와,
적어도 하나의 측정 정보를 사용함으로써,
적어도 하나의 측정 대상에 대한 적어도 하나의 스펙트럼 정보를 생성하도록 추가로 구성되며,
스펙트럼 감지 장치는 추가 변조된 광학 방사선이 적어도 하나의 측정 대상을 향해 안내되는 방식으로 배열되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 35: 실시예 34에 있어서, 적어도 하나의 평가 유닛은, 변조된 광학 방사선에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 변조된 검출기 신호와, 추가 변조된 광학 방사선에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 추가 변조된 검출기 신호를 비교함으로써 적어도 하나의 교정 정보를 생성하도록 추가로 구성되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 36: 실시예 34 또는 실시예 35에 있어서, 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소는 추가 변조된 광학 방사선이 일정한 조명 출력을 갖는 방식으로 추가 변조된 광학 방사선을 방출하도록 지정되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 37: 실시예 34 내지 실시예 36 중 어느 하나에 있어서, 스펙트럼 감지 장치는 추가 변조된 광학 방사선이 적어도 하나의 측정 대상에 의해 반사되는 방식으로 배열되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 38: 실시예 34 내지 실시예 37 중 어느 하나에 있어서, 적어도 2개의 개별 감광성 검출기를 포함하며,
적어도 하나의 추가 제 1 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역은 변조된 광학 방사선을 수용하도록 지정되고,
적어도 하나의 추가 제 2 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역은 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선 및 추가 변조된 광학 방사선을 수용하도록 지정되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 39: 실시예 38에 있어서, 적어도 하나의 추가 방사선 분리 요소를 더 포함하며, 적어도 하나의 추가 방사선 분리 요소는 변조된 광학 방사선을 추가 변조된 광학 방사선으로부터 분리하도록 지정 및 배열되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 40: 실시예 39에 있어서, 적어도 하나의 추가 방사선 분리 요소는,
적어도 하나의 추가 제 1 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역이 변조된 광학 방사선만을 수용하는 방식으로 지정 및 배열되는 적어도 하나의 추가 제 1 광학 필터 요소와,
적어도 하나의 추가 제 2 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역이 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선 및 추가 변조된 광학 방사선만을 수용하는 방식으로 지정 및 배열되는 적어도 하나의 추가 제 2 광학 필터 요소 중 적어도 하나를 포함하는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 41: 실시예 39 또는 실시예 40에 있어서, 적어도 하나의 추가 방사선 분리 요소는 적어도 하나의 추가 비투명 광학 요소를 포함하며, 적어도 하나의 추가 비투명 광학 요소는,
적어도 하나의 추가 제 1 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역은 변조된 광학 방사선만 수용하고,
적어도 하나의 추가 제 2 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역은 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선 및 추가 변조된 광학 방사선만 수용하는 방식으로 지정 및 배열되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 42: 실시예 39 내지 실시예 41 중 어느 하나에 있어서, 적어도 2개의 개별 감광성 검출기는,
적어도 하나의 추가 제 1 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역은 변조된 광학 방사선만 수용하고,
적어도 하나의 추가 제 2 감광성 검출기의 적어도 하나의 감광 구역은 변조된 광학 방사선, 추가 변조된 광학 방사선 및 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선을 수용하는 방식으로 배열되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 43: 실시예 42에 있어서, 적어도 2개의 추가 제 1 개별 감광성 검출기를 포함하며,
적어도 2개의 추가 제 1 감광성 검출기 중 하나의 적어도 하나의 감광 구역은 변조된 광학 방사선만 수용하고,
적어도 2개의 추가 제 1 감광성 검출기 중 다른 하나의 적어도 하나의 감광 구역은 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선 및 변조된 광학 방사선을 수용하는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 44: 실시예 34 내지 실시예 43 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 추가 부분 반사 광학 요소를 더 포함하며, 적어도 하나의 추가 부분 반사 광학 요소는 적어도 하나의 방사선 방출 요소에 의해 방출된 변조된 광학 방사선을 적어도 하나의 감광성 검출기를 향해 반사하고 적어도 하나의 추가 방출 요소에 의해 방출된 추가 광학 방사선을 적어도 하나의 측정 대상을 향해 투과하도록 지정되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 45: 실시예 44에 있어서, 적어도 하나의 추가 부분 반사 광학 요소는 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선에 대해 투명한, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 46: 실시예 1 내지 실시예 45 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 온도 안정화 요소를 더 포함하며, 적어도 하나의 온도 안정화 요소는 적어도 하나의 감광성 검출기와, 적어도 하나의 방사선 방출 요소 중 적어도 하나의 온도를 일정한 수준으로 유지하도록 지정되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 47: 실시예 46에 있어서, 적어도 하나의 온도 안정화 요소는 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소의 온도를 일정한 수준으로 유지하도록 선택적으로 지정되는, 스펙트럼 감지 장치.
실시예 48: 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선을 측정하는 방법으로서, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선은 비변조된 광학 방사선을 포함하는, 상기 광학 방사선을 측정하는 방법에 있어서,
a) 적어도 하나의 방사선 방출 요소를 사용하여 변조된 광학 방사선을 방출하는 단계로서, 변조된 광학 방사선은 적어도 하나의 감광성 검출기를 향해 스펙트럼 감지 장치 내에서 안내되고, 적어도 하나의 감광성 검출기는 광학 방사선을 수용하도록 지정된 적어도 하나의 감광 구역을 가지며, 적어도 하나의 감광성 검출기에 의해 생성되는 적어도 하나의 검출기 신호는 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 따라 달라지는, 상기 변조된 광학 방사선을 방출하는 단계와,
b) 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선과 변조된 광학 방사선의 중첩에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 검출기 신호를 사용함으로써, 적어도 하나의 평가 유닛을 사용하여 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 대한 적어도 하나의 측정 정보를 생성하는 단계를 포함하는, 광학 방사선 측정 방법.
실시예 49: 실시예 48에 있어서,
c) 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소를 사용하여 추가 변조된 광학 방사선을 방출하는 단계로서, 추가 변조된 광학 방사선은 적어도 하나의 측정 대상을 향해 안내되는, 상기 추가 변조된 광학 방사선을 방출하는 단계와,
d) 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선과 추가 변조된 광학 방사선의 중첩에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 변조된 검출기 신호와, 적어도 하나의 측정 정보를 사용함으로써, 적어도 하나의 평가 유닛을 사용하여 적어도 하나의 측정 대상에 대한 적어도 하나의 스펙트럼 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는, 광학 방사선 측정 방법.
실시예 50: 실시예 48 또는 실시예 49에 있어서,
e) 변조된 광학 방사선에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 검출기 신호와, 추가 변조된 광학 방사선에 의한 적어도 하나의 감광 구역의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 추가 검출기 신호를 추가로 비교함으로써 적어도 하나의 평가 유닛을 사용하여 적어도 하나의 교정 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는, 광학 방사선 측정 방법.
실시예 51: 실시예 50에 있어서, 적어도 하나의 교정 정보는,
적어도 하나의 변조 주파수가 상이한 변조된 광학 방사선 및 추가 변조된 광학 방사선과,
적어도 하나의 스펙트럼 응답도가 상이한 적어도 하나의 제 1 감광 구역 및 적어도 하나의 제 2 감광 구역 중 적어도 하나를 사용하여 적어도 하나의 검출기 신호를 적어도 하나의 추가 검출기 신호와 상이하게 함으로써 생성되는, 광학 방사선 측정 방법.
실시예 52: 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터가 광학 방사선 측정 방법의 단계를 수행하게 하는 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
실시예 53: 실시예 1 내지 실시예 47 중 어느 하나에 기재된 스펙트럼 감지 장치, 또는 실시예 48 내지 실시예 51 중 어느 하나에 기재된 광학 방사선 측정 방법에 따른 스펙트럼 감지 장치의 용도에 있어서, 사용 목적을 위해, 적외선 감지 애플리케이션과, 분광 애플리케이션과, 배기가스 모니터링 애플리케이션과, 연소 공정 모니터링 애플리케이션과, 오염 모니터링 애플리케이션과, 산업 공정 모니터링 애플리케이션과, 혼합 또는 조합 공정 모니터링과, 화학 공정 모니터링 애플리케이션과, 식품 가공 공정 모니터링 애플리케이션과, 식품 준비 공정 모니터링과, 수질 모니터링 애플리케이션과, 공기 품질 모니터링 애플리케이션과, 품질 관리 애플리케이션과, 온도 제어 애플리케이션과, 모션 제어 애플리케이션과, 배기 제어 애플리케이션과, 가스 감지 애플리케이션과, 가스 분석 애플리케이션과, 모션 감지 애플리케이션과, 화학 감지 애플리케이션과, 모바일 애플리케이션과, 의료 애플리케이션과, 모바일 분광 애플리케이션과, 식품 분석 애플리케이션과, 식물 건강을 모니터링하는 농업 애플리케이션, 특히 토양, 사일리지, 비료, 작물 또는 농산물의 특성평가와, 플라스틱 식별 및/또는 재활용 애플리케이션으로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 스펙트럼 감지 장치의 용도.
본 발명의 추가의 선택적인 상세 및 특징은 종속 청구항과 함께 이어지는 바람직한 실시예의 설명으로부터 명백하다. 이러한 맥락에서, 특정 특징은 단독으로 구현되거나 여러 특징과 조합하여 구현될 수도 있다. 본 발명은 예시적인 실시예에 제한되지 않는다. 예시적인 실시예는 도면에 개략적으로 도시되어 있다. 개별 도면에서의 동일한 도면부호는 동일한 요소 또는 동일한 기능을 갖는 요소, 또는 이러한 기능과 관련하여 서로 대응하는 요소를 나타낸다.
도 1 내지 도 5c는 스펙트럼 감지 장치의 예시적인 실시예의 개략도를 각각 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 광학 방사선 측정 방법의 예시적인 실시예의 개략도를 도시한다.
도 1 내지 도 5c는 본 발명에 따른 스펙트럼 감지 장치(110)의 예시적인 실시예를 각각 매우 개략적으로 도시한다. 스펙트럼 감지 장치(110)는 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)을 측정하기 위해 구성된다. 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)은 비변조 광학 방사선(116)을 포함한다. 광학 방사선(112)은 전자기 복사선의 가시광선, 자외선 및 적외선 스펙트럼 범위 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 본 발명에 따르면, 스펙트럼 감지 장치(110)는 특히 적외선(IR) 스펙트럼 구역, 바람직하게는 근적외선(NIR), 특히 760nm 내지 3㎛, 바람직하게는 1㎛ 내지 3㎛의 파장에 대한 스펙트럼을 기록하는데 적합할 수도 있다. 따라서, 스펙트럼 감지 장치(110)는 열, 화염, 화재 또는 연기의 검출뿐만 아니라 조사 또는 모니터링 목적으로도 사용될 수 있다.
구체적으로, 측정 대상(114)은 플랑크의 법칙에 따라 비변조 열 방사를 방출하는 히터 상의 금속판과 같은 적어도 하나의 방열기를 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 광학 방사선을 측정하기 위한 스펙트럼 감지 장치(110)는 구체적으로 적어도 하나의 측정 대상(114)의 온도를 결정하기 위해 사용될 수도 있다. 이 방향으로 진행되는 예로서, 적어도 하나의 측정 대상(114)은 적어도 하나의 조리기구를 포함할 수도 있으며, 적어도 하나의 조리기구는 쿡탑 상에 위치될 수도 있다. 이러한 경우, 당업자가 알 수 있는 바와 같이 적어도 하나의 측정 대상(114)의 적어도 하나의 온도를 측정하는 것이 구체적으로 바람직할 수도 있으며, 이는 적어도 하나의 측정 대상(114)의 방사율로부터 도출될 수도 있다. 그러나, 스펙트럼 감지 장치(110)의 추가 애플리케이션이 또한 실현가능할 수도 있다. 따라서, 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)은 구체적으로 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 방출될 수도 있다. 그러나, 추가적으로 및/또는 대안적으로, 적어도 하나의 측정 대상에 의해 제공되는 광학 방사선(112)은 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 반사되거나 및/또는 적어도 하나의 측정 대상(114)을 통해 투과될 수도 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 측정 대상(114)은 적어도 하나의 외부 광원(본 명세서에서는 도시되지 않음)에 의해 조명될 수도 있다.
스펙트럼 감지 장치(110)는 적어도 하나의 방사선 방출 요소(118)를 포함한다. 방사선 방출 요소(118)는 변조된 광학 방사선(120)을 방출하도록 지정된다. 특히, 방사선 방출 요소(118)는 반도체 기반 방사선 소스(122)로 구성될 수도 있으며, 반도체 기반 방사선 소스는 바람직하게는, 발광 다이오드(LED) 또는 레이저, 특히 레이저 다이오드 중 적어도 하나로부터 선택될 수도 있다. 그러나, 추가 유형의 방사선 방출 요소(118)는 또한 열 방사체(본 명세서에서는 도시되지 않음)와 같이 실현가능할 수도 있다. 방사선 방출 요소(118)는 보다 상세히 상술된 바와 같이, 지속적으로 방출되거나, 변조된 광학 펄스를 생성할 수도 있다. 방사선 방출 요소(118)는 변조된 광학 방사선(120)이 일정한 조명 출력을 갖는 방식으로 변조된 광학 방사선(120)을 방출하도록 지정될 수도 있다.
스펙트럼 감지 장치(110)는 적어도 하나의 감광성 검출기(124)를 포함한다. 감광성 검출기(124)는 광학 방사선(112)을 수용하도록 지정된 적어도 하나의 감광성 구역(126)을 갖는다. 적어도 하나의 감광성 검출기(124)에 의해 생성된 적어도 하나의 검출기 신호는 적어도 하나의 감광성 구역(124)의 조명에 따라 달라진다. 적어도 하나의 감광성 검출기(124)는 임의의 알려진 광학 센서, 특히 무기 카메라 요소, 바람직하게는 무기 카메라 칩, 보다 바람직하게는 CCD 칩 또는 CMOS 칩으로부터 선택될 수 있다. 감광 구역(126)은 바람직하게는, 특히 황화납(PbS), 셀렌화납(PbSe), 게르마늄(Ge), 인듐 갈륨 비소(InGaAs, 확장된 InGaAs를 포함하지만 이에 제한되지 않음), 인듐 안티몬화물(InSb) 또는 텔루르화 수은 카드뮴(HgCdTe 또는 MCT)으로부터 선택되는 적어도 하나의 광전도 재료를 포함할 수도 있다. 그러나, 추가 종류의 광전도 재료나 다른 유형의 감광성 검출기가 실현가능할 수도 있다.
스펙트럼 감지 장치(110)는 적어도 하나의 평가 유닛(128)을 포함한다. 평가 유닛(128)은 변조된 광학 방사선(120)과 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)의 중첩에 의한 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 변조 검출기 신호를 사용함으로써, 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)에 의해 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 대한 적어도 하나의 측정 정보를 생성하기 위해 구성된다.
또한, 평가 유닛은 적어도 하나의 인터페이스, 특히 감지 장치(110)의 하나 이상의 요소에 대한 무선 인터페이스 또는 유선 결합 인터페이스 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 또한, 평가 유닛(128)은 스펙트럼 감지 장치(110)의 다른 요소 중 하나 이상을 완전히 또는 부분적으로 제어하거나 구동하도록 설계될 수 있다. 평가 유닛(128)은 방사선 방출 요소(118) 및 감광성 검출기(124) 중 적어도 하나를 제어하도록 구성될 수도 있다. 평가 유닛(128)은 특히, 복수의 검출기 신호가 포착될 수도 있는 적어도 하나의 측정 사이클을 수행하도록 설계될 수 있다. 평가 유닛(128)에 의해 결정된 정보는 특히, 추가 장비 중 적어도 하나 또는 사용자에게 전자, 시각, 청각 또는 촉각 방식 중 적어도 하나로 제공될 수도 있다. 또한, 정보는 적어도 하나의 데이터 저장 유닛(본 명세서에 도시되지 않음), 구체적으로, 스펙트럼 감지 장치(110)에 의해, 특히 적어도 하나의 평가 유닛(128)에 의해 구성된 내부 데이터 저장 유닛에 저장되거나, 통신 유닛(본 명세서에 도시되지 않음)에 의해 구성될 수도 있는 별도의 저장 유닛에 저장될 수도 있다. 하나의 스펙트럼 정보 또는 하나의 측정 정보 중 적어도 하나는 적어도 하나의 인터페이스, 특히 무선 인터페이스 및/또는 유선 인터페이스를 통해 별도의 저장 유닛으로 전달될 수도 있다. 저장 유닛은 특히, 적어도 하나의 룩업 테이블과 같은 적어도 하나의 전자 테이블을 저장하기 위해 구성될 수도 있다.
평가 유닛(128)에 의해 생성되는 바와 같이 적어도 하나의 측정 정보는 감광성 검출기(124)의 응답도와 관련될 수도 있다. 구체적으로는, 적어도 하나의 측정 정보는 감광성 검출기(124)의 저항의 변화(ΔR) 및 감광성 검출기(124)의 응답도 종속 지수 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 응답도 종속 지수는 감광성 검출기(124)의 저항의 변화(ΔR)를 감광성 검출기(124)의 DC 저항(RDC)으로 나눈 몫으로 규정될 수도 있다. 감광성 검출기(124)의 저항의 변화(ΔR)는 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)과 감광성 검출기(124)에서 방사선 방출 요소(118)에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선(120)이 중첩됨으로써 유도될 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)의 광학 경로는 감광성 검출기(124)에서 방사선 방출 요소(118)에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선(120)의 광학 경로를 가로지를 수도 있다. 따라서, 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)은 감광성 검출기(124)에 의해 검출되기 전에 방사선 방출 요소(118)에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선(120)과 간섭할 수도 있다.
스펙트럼 감지 장치(110)는 적어도 하나의 판독 회로를 더 포함할 수도 있다. 판독 회로는 구체적으로 저항 측정에서 감광성 검출기(124)를 판독하도록 구성될 수도 있다. 판독 회로는 감광성 검출기(124)의 DC 저항(RDC) 및/또는 감광성 검출기(124)의 저항의 변화(ΔR)를 측정하기 위해 구성될 수도 있다. 판독 회로는 저항계, 분압기 및 통과 필터, 구체적으로 고역 통과 필터(본 명세서에서는 설명되지 않음) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
스펙트럼 감지 장치(110)는 변조된 광학 방사선이 스펙트럼 감지 장치(110) 내에서 적어도 하나의 감광성 검출기(124)를 향해 안내되는 방식으로 배열된다. 스펙트럼 감지 장치(110)는 변조된 광학 방사선(120)을 적어도 하나의 감광성 검출기(124)를 향해 안내하기 위해 구성된 적어도 하나의 광학 요소(130)를 포함할 수도 있다. 광학 요소(130)는 적어도 하나의 부분 반사 광학 요소(132)를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 부분 반사 광학 요소(132)는 적어도 하나의 방사선 방출 요소(118)에 의해 방출된 변조된 광학 방사선(120)을 적어도 하나의 감광성 검출기(124)를 향해 반사시키도록 지정될 수도 있다. 적어도 하나의 부분 반사 광학 요소(132)는 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)에 대해 투명할 수도 있다. 따라서, 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)은 적어도 하나의 부분 반사 광학 요소(132)를 통해, 구체적으로 적어도 하나의 감광성 검출기(124)를 향해 투과될 수도 있다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 방사선 방출 요소(118)는 감광성 검출기(124)와 측방향으로 오프셋되어 위치될 수도 있다. 측정 대상(114)은 스펙트럼 감지 장치(110)의 전방에 위치될 수도 있다. 스펙트럼 감지 장치(110)는 적어도 하나의 하우징(134)을 포함할 수도 있다. 하우징(134)은 스펙트럼 감지 장치(110)의 추가 구성요소를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수도 있다. 따라서, 하우징(134)은 구체적으로, 스펙트럼 감지 장치(110)의 감응성 구성요소를 환경 영향으로부터 분리할 수도 있다. 부분 반사 광학 요소(132)는 하우징(134)에 둘러싸여 있을 수도 있으며, 측정 대상(114)에 대면하는 하우징(134)의 측면에 위치될 수도 있다. 이 구성에서, 방사선 방출 요소(118)에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선(120)은 부분 반사 광학 요소(132)를 향해 지향될 수도 있다. 부분 반사 광학 요소(132)는 그 다음에, 방사선 방출 요소(118)에 의해 방출된 변조된 광학 방사선(120)을 감광성 검출기(124)를 향해 반사할 수도 있다. 동시에, 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)은 부분 반사 광학 요소(132)를 통해 스펙트럼 감지 장치(110)로 들어가서, 감광성 검출기(124)에 의해 검출되기 전에 스펙트럼 감지 장치(110) 내에서 방사선 방출 요소(118)에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선(120)과 간섭할 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 스펙트럼 감지 장치(110)는 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소(136)를 추가로 포함할 수도 있다. 추가 방사선 방출 요소(136)는 추가 변조된 광학 방사선(138)을 방출하도록 지정될 수도 있다. 추가 방사선 방출 요소(136)는 또한 감광성 검출기(124)에 측방향으로 오프셋되어, 구체적으로 방사선 방출 요소(118)의 반대측에 위치될 수도 있다. 추가 방사선 방출 요소(136)는 추가 변조된 광학 방사선(138)이 일정한 조명 출력을 갖는 방식으로 추가 변조된 광학 방사선(138)을 방출하기 위해 지정될 수도 있다. 구체적으로는, 추가 방사선 방출 요소(136)는 적어도 하나의 방사선 방출 요소(118)와 구조적으로 동일할 수도 있거나, 적어도 유사한 특성, 구체적으로 조명 출력 및/또는 파장 범위와 같은 방출 특성을 가질 수도 있다. 따라서, 추가 방사선 방출 요소(136)에 관한 추가 상세에 대해서, 상기에 제공된 적어도 하나의 방사선 방출 요소(118)의 설명을 참조할 수도 있다.
평가 유닛(128)은 변조된 광학 방사선(138)과 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)에 의한 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 변조된 검출기 신호를 사용함으로써, 적어도 하나의 측정 대상(114)에 대한 적어도 하나의 스펙트럼 정보와, 적어도 하나의 측정 정보를 생성하기 위해 추가로 구성될 수도 있다. 평가 유닛(128)은 변조된 광학 방사선(120)에 의한 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 변조된 검출기 신호와, 추가 변조된 광학 방사선(138)에 의한 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 추가 변조된 검출기 신호를 추가로 비교함으로써 적어도 하나의 교정 정보를 생성하도록 추가로 구성될 수도 있다.
스펙트럼 감지 장치(110)는 추가 변조된 광학 방사선(138)이 측정 대상(114)을 향해 안내될 수도 있는 방식으로 배열될 수도 있다. 또한, 스펙트럼 감지 장치(110)는 추가 변조된 광학 방사선(138)이 측정 대상(114)에 의해, 구체적으로 감광성 검출기(124)를 향해 반사될 수도 있는 방식으로 배열될 수도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 추가 변조된 광학 방사선(138)은 부분 반사 광학 요소(132)를 통해 투과될 수도 있다. 따라서, 부분 반사 광학 요소(132)는 적어도 하나의 추가 방출 요소(136)에 의해 방출되는 추가 광학 방사선(138)을 적어도 하나의 측정 대상(114)을 향해 투과하도록 지정될 수도 있다. 그 다음에, 적어도 하나의 추가 방출 요소(136)에 의해 방출된 추가 광학 방사선(138)은 측정 대상(114)에서 산란될 수도 있고, 구체적으로 감광성 검출기(124)를 향해 적어도 부분적으로 반사될 수도 있다. 감광성 검출기(124)에 충돌하기 전에, 추가 변조된 광학 방사선(138)은 부분 반사 광학 요소(132)를 통해 스펙트럼 감지 장치(110)로 들어갈 수도 있고, 방사선 방출 요소(118)에 의해 방출된 변조된 광학 방사선(120) 및/또는 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)과 간섭할 수도 있다.
스펙트럼 감지 장치(110)는 적어도 하나의 온도 안정화 요소(140)를 더 포함할 수도 있다. 온도 안정화 요소(140)는 감광성 검출기(124), 방사선 방출 요소(118) 및 추가 방사선 방출 요소(136) 중 적어도 하나의 온도를 일정한 수준으로 유지하도록 지정될 수도 있다. 이는 구체적으로 측정 동안에 드리프트 효과를 방지하는데 도움이 될 수도 있다. 온도 안정화 요소(140)는 구체적으로, 적어도 하나의 열전 냉각기(142)를 포함할 수도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 방사선 방출 요소(118), 감광성 검출기(124) 및 추가 방사선 방출 요소(136)는 온도 안정화 요소(140) 상에 나란히 위치될 수도 있고, 따라서 동시에 안정화될 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 온도 안정화 요소(140)는 대안적으로는 감광성 검출기(124)만 안정화시킬 수도 있다. 결과적으로, 방사선 방출 요소(118) 및/또는 추가 방사선 방출 요소(136)는 온도 안정화 요소(140) 상에 위치되지 않을 수도 있다. 그 결과, 방사선 방출 요소(118) 및/또는 추가 방사선 방출 요소(136)의 배열은 보다 가요성일 수도 있다. 구체적으로, 방사선 방출 요소(118)는 감광성 검출기(124)를 직접 조명할 수도 있도록 위치될 수도 있다.
도 4a 및 도 4b는 적어도 2개의 개별 감광성 검출기(124)를 포함하는 스펙트럼 감지 장치(110)의 예시적인 실시예를 도시한다. 개별 감광성 검출기(124) 중 적어도 하나는 온도 안정화를 위해 온도 안정화 요소(140) 상에 위치될 수도 있다. 적어도 하나의 제 1 감광성 검출기(144)의 감광 구역(126)은 변조된 광학 방사선(120)을 수용하도록 지정될 수도 있다. 적어도 하나의 제 2 감광성 검출기(146)의 감광 구역(126)은 적어도 하나의 측정 대상(114) 및 변조된 광학 방사선(120)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)을 수용하도록 지정될 수도 있다. 제 2 감광성 검출기(146)의 감광 구역(126)은 추가 방사선 방출 요소(136)에 의해 방출되는 추가 변조된 광학 방사선(138)을 추가로 수용하도록 또한 지정될 수도 있다. 스펙트럼 감지 장치(110)는 적어도 하나의 방사선 분리 요소(148)를 더 포함할 수도 있다. 방사선 분리 요소(148)는 구체적으로, 방사선 방출 요소(118)에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선(120)을 추가 방사선 방출 요소(136)에 의해 방출되는 추가 광학 방사선(138)과 분리하도록 지정 및 배열될 수도 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 방사선 분리 요소(148)는 적어도 하나의 비투명 광학 요소(150)를 포함할 수도 있다. 비투명 광학 요소(150)는 제 1 감광성 검출기(144)의 감광 구역(126)이 방사선 방출 요소(118)에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선(120)만 수용할 수도 있고, 제 2 감광성 검출기(146)의 감광 구역(126)이 추가 방사선 방출 요소(136)에 의해 방출되는 추가 변조된 광학 방사선(138)만 수용할 수도 있는 방식으로 지정되고 배열될 수도 있다. 비투명 광학 요소(150)는 제 1 감광성 검출기(144)의 감광 구역(126) 및/또는 제 2 감광성 검출기(146)의 감광 구역(126)이 추가로 또는 대안적으로, 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)을 수용할 수도 있는 방식으로 추가로 지정 및 배열될 수도 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 방사선 분리 요소(148)는 적어도 하나의 제 1 광학 필터 요소(152) 및 적어도 하나의 제 2 광학 필터 요소(154) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 제 1 광학 필터 요소(152)는 제 1 감광성 검출기(144)의 감광 구역(126)이 방사선 방출 요소(118)에 의해 방출된 변조된 광학 방사선(120)만 수용할 수도 있는 방식으로 지정 및 배열될 수도 있다. 제 1 광학 필터 요소(152)는 제 1 감광성 검출기(144)의 감광 구역(126)이 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)을 추가적으로 또는 대안적으로 수용할 수도 있는 방식으로 추가로 지정 및 배열될 수도 있다. 제 2 광학 필터 요소(154)는 제 2 감광성 검출기(146)의 감광 구역(126)이 추가 방사선 방출 요소(136)에 의해 방출되는 추가 변조된 광학 방사선(138)을 수용할 수도 있는 방식으로 지정 및 배열될 수도 있다. 제 2 광학 필터 요소(154)는 제 2 감광성 검출기(146)의 감광 구역(126)이 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)을 추가적으로 또는 대안적으로 수용하는 방식으로 추가로 지정 및 배열될 수도 있다.
도 5a 내지 도 5c는 복수의 감광성 검출기(124)를 포함하는 스펙트럼 감지 장치(110)의 예시적인 실시예를 도시하며, 복수의 감광성 검출기(124)는 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)을 수용하지 않을 수도 있도록 배열된다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 스펙트럼 감지 장치(110)는 제 1 감광성 검출기(144)의 감광 구역(126)이 변조된 광학 방사선(120)만 수용할 수도 있고 제 2 감광성 검출기(146)의 감광 구역(126)이 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112) 및 추가 변조된 광학 방사선(138)만 수용할 수도 있는 방식으로 배열된 2개의 개별 감광성 검출기(124)를 포함할 수도 있다. 이를 위해, 부분 반사 광학 요소(132)는 제 2 감광성 검출기(146)의 전방까지만 확장될 수도 있다. 따라서, 부분 반사 광학 요소(132)를 통과하는 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)은 제 2 감광성 검출기(146)에만 도달가능할 수도 있다. 또한, 제 1 감광성 검출기(144) 및 제 2 감광성 검출기(146)는 방사선 분리 요소(148), 구체적으로 비투명 광학 요소(150)에 의해 분리될 수도 있다. 비투명 광학 요소(150)는 구체적으로, 제 1 감광성 검출기(144)가 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선 및/또는 추가 변조된 광학 방사선(120)을 수용하지 않는 것을 보장할 수도 있다.
게다가, 도 5a에 도시된 스펙트럼 감지 장치(110)의 예시적인 실시예는 변조된 광학 방사선(120)을 또한 방출할 수도 있는 제 2 방사선 방출 요소(156)를 포함할 수도 있다. 제 2 방사선 방출 요소(156)는 구체적으로, 제 2 감광성 검출기(146)를 향해 변조된 광학 방사선(120)을 방출할 수도 있다. 따라서, 제 2 감광성 검출기(146)는 변조된 광학 방사선(120)을 추가로 수용할 수도 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 감광성 검출기(124)는 대안적으로, 제 2 감광성 검출기(146)가 또한 방사선 방출 요소(118)에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선(120)을 수용할 수도 있는 방식으로 배열될 수도 있다.
도 5c에 도시된 바와 같이, 스펙트럼 감지 장치(110)는 적어도 제 3 감광성 검출기(158)를 포함할 수도 있다. 제 3 감광성 검출기(158)의 감광 구역(126)은 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(114) 및 변조된 광학 방사선(120)만을 수용할 수도 있다. 변조된 광학 방사선(120)은 구체적으로, 제 1 감광성 검출기(144) 및 제 3 감광성 검출기(156)에만 도달할 수 있지만, 제 2 감광성 검출기(146)에는 더 이상 도달하지 않을 수도 있다. 따라서, 제 2 감광성 검출기(146)는 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112) 및 추가 변조된 광학 방사선(138)만 수용할 수도 있다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 방사선 분리 요소(148), 구체적으로 비투명 광학 요소(150)는 구체적으로, 변조된 광학 방사선(120)이 제 2 감광성 검출기(146)에 도달하지 않는 것을 보장하기 위해, 제 2 감광성 검출기(146)와 제 3 감광성 검출기(156) 사이에 위치될 수도 있다. 부분 반사 광학 요소(132)는 제 2 감광성 검출기(146) 및 제 3 감광성 검출기(156)의 전방까지만 확장될 수도 있다. 따라서, 부분 반사 광학 요소(132)를 통과하는 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)은 제 2 감광성 검출기(146) 및 제 3 감광성 검출기(156)에만 도달할 수도 있다.
도 6은 본 발명에 따른 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)을 측정하는 방법의 예시적인 실시예의 개략도를 도시한다.
a) 단계에 따른 방출 단계(160)에서, 변조된 광학 방사선(120)은 방출 요소(118)를 사용하여 방출된다. 변조된 광학 방사선은 스펙트럼 감지 장치(110) 내에서 감광성 검출기(124)를 향해 안내된다. 구체적으로, 변조된 광학 방사선(120)은 부분 반사 광학 요소(132)에서 감광성 검출기(124)를 향해 반사될 수도 있다.
b) 단계에 따른 측정 정보 생성 단계(162)에서는, 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)에 의한 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 대한 적어도 하나의 측정 정보가 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112) 및 변조된 광학 방사선(120)의 중첩에 의한 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 변조 검출기 신호를 이용함으로써 평가 유닛(128)을 사용하여 생성된다.
c) 단계에 따른 선택적인 추가 방출 단계(164)에서, 추가 변조된 광학 방사선(138)은 추가 방사선 방출 요소(136)를 사용하여 방출될 수도 있다. 추가 변조된 광학 방사선(138)은 측정 대상(114)을 향해 안내될 수도 있다. 구체적으로, 추가 변조된 광학 방사선(138)은 광학 요소(130)를 통해, 보다 구체적으로는 측정 대상(114)을 향해 부분 반사 광학 요소(132)를 통해 투과될 수도 있다. 그 다음에, 추가 변조된 광학 방사선(138)은 감광성 검출기(124)를 향해 측정 대상(114)에 의해 적어도 부분적으로 반사될 수도 있다.
d) 단계에 따른 선택적인 스펙트럼 정보 생성 단계(166)에서, 적어도 하나의 측정 대상(114)에 대한 적어도 하나의 스펙트럼 정보는 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)과 추가 변조된 광학 방사선(138)에 의해 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 변조 검출기 신호와, 적어도 하나의 측정 정보를 이용하여 생성될 수도 있다. 구체적으로, 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)은 감광 구역(126)에 도달하기 전에 광학 요소(130)를 통해, 보다 구체적으로 부분 반사 광학 요소(132)를 통해 투과될 수도 있다.
e) 단계에 따른 선택적인 교정 정보 생성 단계(168)에서, 적어도 하나의 교정 정보는 적어도 하나의 평가 유닛(128)을 사용하여, 변조된 광학 방사선(120)에 의한 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 검출기 신호와, 추가 변조된 광학 방사선(138)에 의한 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 추가 검출기 신호를 추가로 비교함으로써 생성될 수도 있다.
이미 상기 나타낸 바와 같이, 방출 단계(160) 및 추가 방출 단계(164)는 구체적으로, 동시에 수행될 수도 있다. 따라서, 측정 정보 생성 단계(162) 및 교정 정보 생성 단계(168)는 구체적으로, 동시에 수행될 수도 있다. 따라서, 측정 정보 생성 단계(162) 및/또는 교정 정보 생성 단계(168)에서 얻어진 결과는 구체적으로, 동시에, 최종적으로 스펙트럼 정보 생성 단계(166)에서 사용될 수 있다.
광학 방사선(112) 측정 방법에 관한 추가 상세는 상기 제공된 스펙트럼 감지 장치(110)의 설명을 참조할 수도 있다.
110 : 스펙트럼 감지 장치
112 : 광학 방사선
114 : 측정 대상
116 : 비변조 광학 방사선
118 : 방사선 방출 요소
120 : 변조된 광학 방사선
122 : 반도체 기반 방사선 소스
124 : 감광성 검출기
126 : 감광 구역
128 : 평가 유닛
130 : 광학 요소
132 : 부분 반사 광학 요소
134 : 하우징
136 : 추가 방사선 방출 요소
138 : 추가 변조된 광학 방사선
140 : 온도 안정화 요소
142 : 열전 냉각기
144 : 제 1 감광성 검출기
146 : 제 2 감광성 검출기
148 : 방사선 분리 요소
150 : 비투명 광학 요소
152 : 제 1 광학 필터 요소
154 : 제 2 광학 필터 요소
156 : 제 2 방사선 방출 요소
158 : 제 3 감광성 검출기
160 : 방출 단계
162 : 측정 정보 생성 단계
164 : 추가 방출 단계
166 : 스펙트럼 정보 생성 단계
168 : 교정 정보 생성 단계

Claims (19)

  1. 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)을 측정하기 위한 스펙트럼 감지 장치(110)로서, 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)은 비변조된 광학 방사선(116)을 포함하는, 상기 스펙트럼 감지 장치(110)에 있어서,
    변조된 광학 방사선(120)을 방출하도록 지정되는 적어도 하나의 방사선 방출 요소(118)와,
    적어도 하나의 감광성 검출기(124)로서, 상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)는 상기 광학 방사선(112)을 수용하도록 지정된 적어도 하나의 감광 구역(126)을 구비하고, 상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)에 의해 생성되는 적어도 하나의 검출기 신호는 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 따라 달라지는, 상기 적어도 하나의 감광성 검출기와,
    적어도 하나의 평가 유닛(128)으로서, 상기 적어도 하나의 평가 유닛(128)은 상기 변조된 광학 방사선(120)과 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)의 중첩에 의한 상기 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성되는 상기 적어도 하나의 변조된 검출기 신호를 사용함으로써, 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)에 의한 상기 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 대한 적어도 하나의 측정 정보를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 평가 유닛(128)을 포함하며,
    상기 스펙트럼 감지 장치(110)는 상기 변조된 광학 방사선(120)이 상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)를 향해 상기 스펙트럼 감지 장치(110) 내에서 안내되는 방식으로 배열되는
    스펙트럼 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 측정 정보는 적어도 하나의 감광성 검출기(124)의 응답도와 관련되는
    스펙트럼 감지 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 측정 정보는 상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)의 저항의 변화(ΔR) 및 상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)의 응답도 종속 지수 중 적어도 하나를 포함하는
    스펙트럼 감지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 응답도 종속 지수는 상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)의 저항의 변화(ΔR)를 상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)의 DC 저항(RDC)으로 나눈 몫으로 규정되는
    스펙트럼 감지 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)의 저항의 변화(ΔR)는 상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)에서 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)과 상기 적어도 하나의 방사선 방출 요소(118)에 의해 방출되는 변조된 광학 방사선(120)의 중첩에 의해 유도되는
    스펙트럼 감지 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 방사선 방출 요소(118)는 상기 변조된 광학 방사선(120)이 일정한 조명 출력을 갖는 방식으로 상기 변조된 광학 방사선(120)을 방출하도록 지정되는
    스펙트럼 감지 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 개별 감광성 검출기(124)를 포함하며,
    적어도 하나의 제 1 감광성 검출기(144)의 적어도 하나의 감광 구역(126)은 상기 변조된 광학 방사선(120)을 수용하도록 지정되고,
    적어도 하나의 제 2 감광성 검출기(146)의 적어도 하나의 감광 구역(126)은 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112) 및 상기 변조된 광학 방사선(120)을 수용하도록 지정되는
    스펙트럼 감지 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    적어도 하나의 방사선 분리 요소(148)를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 방사선 분리 요소(148)는 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)으로부터 상기 변조된 광학 방사선(120)을 분리하도록 지정 및 배열되는
    스펙트럼 감지 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 방사선 분리 요소(148)는 적어도 하나의 제 1 광학 필터 요소(152)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 제 1 광학 필터 요소(152)는 상기 적어도 하나의 제 1 감광성 검출기(144)의 적어도 하나의 감광 구역(126)이 상기 변조된 광학 방사선(120)만 수용하는 방식으로 지정 및 배열되는
    스펙트럼 감지 장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 방사선 분리 요소(148)는 적어도 하나의 비투명 광학 요소(150)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 비투명 광학 요소(150)는 상기 적어도 하나의 제 1 감광성 검출기(144)의 적어도 하나의 감광 구역(126)이 상기 변조된 광학 방사선(120)만 수용하는 방식으로 지정 및 배열되는
    스펙트럼 감지 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가 변조된 광학 방사선(138)을 방출하도록 지정된 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소(136)를 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 평가 유닛(128)은,
    상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)과 상기 추가 변조된 광학 방사선(138)의 중첩에 의한 상기 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 변조된 검출기 신호와,
    상기 적어도 하나의 측정 정보를 사용함으로써,
    상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 대한 적어도 하나의 스펙트럼 정보를 생성하도록 추가로 구성되며,
    상기 스펙트럼 감지 장치(110)는 상기 추가 변조된 광학 방사선(138)이 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)을 향해 안내되는 방식으로 배열되는
    스펙트럼 감지 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 평가 유닛(128)은 상기 변조된 광학 방사선(120)에 의한 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 변조된 검출기 신호와, 상기 추가 변조된 광학 방사선(138)에 의한 상기 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성된 적어도 하나의 추가 변조된 검출기 신호를 비교함으로써 적어도 하나의 교정 정보를 생성하도록 추가로 구성되는
    스펙트럼 감지 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소(136)는 상기 추가 변조된 광학 방사선(138)이 일정한 조명 출력을 갖는 방식으로 상기 추가 변조된 광학 방사선(138)을 방출하도록 지정되는
    스펙트럼 감지 장치.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스펙트럼 감지 장치(110)는 상기 추가 변조된 광학 방사선(138)이 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 반사되는 방식으로 배열되는
    스펙트럼 감지 장치.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 개별 감광성 검출기(124)를 포함하며,
    적어도 하나의 추가 제 1 감광성 검출기(144)의 적어도 하나의 감광 구역(126)은 상기 변조된 광학 방사선(120)을 수용하도록 지정되고,
    적어도 하나의 추가 제 2 감광성 검출기(146)의 적어도 하나의 감광 구역은 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112) 및 상기 추가 변조된 광학 방사선(138)을 수용하도록 지정되는
    스펙트럼 감지 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 온도 안정화 요소(140)를 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 온도 안정화 요소(140)는 상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)와, 상기 적어도 하나의 방사선 방출 요소(118) 중 적어도 하나의 온도를 일정한 수준으로 유지하도록 지정되는
    스펙트럼 감지 장치.
  17. 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)을 측정하는 방법으로서, 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)은 비변조된 광학 방사선(116)을 포함하는, 상기 광학 방사선(112)을 측정하는 방법에 있어서,
    a) 적어도 하나의 방사선 방출 요소(118)를 사용하여 변조된 광학 방사선(120)을 방출하는 단계로서, 상기 변조된 광학 방사선(120)은 상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)를 향해 스펙트럼 감지 장치(110) 내에서 안내되고, 상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)는 광학 방사선(112)을 수용하도록 지정된 적어도 하나의 감광 구역(126)을 구비하며, 상기 적어도 하나의 감광성 검출기(124)에 의해 생성되는 적어도 하나의 검출 신호는 상기 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 따라 달라지는, 상기 변조된 광학 방사선(120)을 방출하는 단계와,
    b) 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)과 상기 변조된 광학 방사선(120)의 중첩에 의한 상기 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 검출기 신호를 사용함으로써, 적어도 하나의 평가 유닛(128)을 사용하여 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)에 의한 상기 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 대한 적어도 하나의 측정 정보를 생성하는 단계를 포함하는
    광학 방사선 측정 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    c) 적어도 하나의 추가 방사선 방출 요소(136)를 사용하여 추가 변조된 광학 방사선(138)을 방출하는 단계로서, 상기 추가 변조된 광학 방사선(138)은 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)을 향해 안내되는, 상기 추가 변조된 광학 방사선(138)을 방출하는 단계와,
    d) 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 의해 제공되는 광학 방사선(112)과 상기 추가 변조된 광학 방사선(138)의 중첩에 의한 상기 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 변조된 검출기 신호와, 상기 적어도 하나의 측정 정보를 사용함으로써, 상기 적어도 하나의 평가 유닛(128)을 사용하여 상기 적어도 하나의 측정 대상(114)에 대한 적어도 하나의 스펙트럼 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는
    광학 방사선 측정 방법.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    e) 상기 변조된 광학 방사선(120)에 의한 상기 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 검출기 신호와, 상기 추가 변조된 광학 방사선(138)에 의한 상기 적어도 하나의 감광 구역(126)의 조명에 의해 생성되는 적어도 하나의 추가 검출기 신호를 추가로 비교함으로써 상기 적어도 하나의 평가 유닛(128)을 사용하여 적어도 하나의 교정 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는
    광학 방사선 측정 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9234839B2 (en) 2012-11-13 2016-01-12 Viavi Solutions Inc. Portable spectrometer
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WO2019115595A1 (en) 2017-12-13 2019-06-20 Trinamix Gmbh Spectrometer device and system
US11988552B2 (en) 2019-10-09 2024-05-21 Trinamix Gmbh Photoconductor readout device and method of using same for determining responsivity and detectivity
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