WO2021004984A1 - Reflector device for an optical analyser and method for operating a reflector device - Google Patents

Reflector device for an optical analyser and method for operating a reflector device Download PDF

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WO2021004984A1
WO2021004984A1 PCT/EP2020/068935 EP2020068935W WO2021004984A1 WO 2021004984 A1 WO2021004984 A1 WO 2021004984A1 EP 2020068935 W EP2020068935 W EP 2020068935W WO 2021004984 A1 WO2021004984 A1 WO 2021004984A1
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WO
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light source
detector
area
reflector device
sample
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/068935
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Merz
Martin HUSNIK
Eugen BAUMGART
Maximilian Busch
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4738Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
    • G01N21/474Details of optical heads therefor, e.g. using optical fibres
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N21/4738Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
    • G01N21/474Details of optical heads therefor, e.g. using optical fibres
    • G01N2021/4752Geometry
    • G01N2021/4761Mirror arrangements, e.g. in IR range

Definitions

  • Reflector device for an optical analysis device and method for
  • the present invention relates to a reflector device for an optical analysis device and a method for operating a reflector device for analyzing a sample.
  • Illumination reflectors can be used to radiate light in a broad visible or infrared wavelength range onto a sample, which light can be reflected back or scattered by this sample after an interaction to a detector and contains spectral information about the sample through absorption during the interaction with the sample .
  • Usual lighting reflectors have a light source with a
  • the radiation area of the light source i.e. one
  • the sample can irradiate in a certain area.
  • the illumination area and the field of view of the detector can usually only partially overlap. In order to make this overlap as large as possible, a certain distance between the illumination reflector and the sample is usually necessary, which can allow for scattered light from the surroundings in the illumination area.
  • Conventional illuminating reflectors can have a parabolic basic shape in order to collimate light in the direction of the sample. In most cases, collimation can only be achieved when the reflector is 20 times the size of the light source, which is limited
  • Illumination spot with an intensity maximum can arise directly in the field of view of the detector, can usually be about 10 mm.
  • a wavelength-dependent deflection can deflect light of different wavelengths onto different areas of a detector and analyze the light.
  • the present invention provides a reflector device for an optical analysis device according to claim 1 and a method for operating a reflector device for analyzing a sample according to claim 15.
  • the idea on which the present invention is based consists in specifying a reflector device for an optical analysis device, with which a sample can be illuminated and one from the sample
  • the reflector device is characterized by a more targeted and thus improved illumination of the sample in that area which can be detected by the detector mount. As a result, a spacing of the illumination area and the detection area on the sample can be reduced or avoided.
  • According to the invention comprises a reflector device for an optical
  • the Analysis device at least one light source; a detector means; and a housing with at least one light source holder in which the light source is arranged and with a detector holder in which the detector device is arranged, wherein the housing further comprises a planar bottom area and a side wall area, which comprises a material that is reflective for a light emitted by the light source, the side wall area extending in a direction away from the bottom area and in a light emission direction of the light source and its side walls at least regionally Describe an ellipse around the floor area, in whose first focal point the light source holder and in whose second focal point the detector holder is arranged.
  • the detector device can comprise an optical sensor, for example to generate a spectrum, that is to say, for example, to determine intensities over the wavelength.
  • the detector mount can advantageously represent an optical aperture to the illumination area on the sample.
  • the light source can be light in a broad range of visible or infrared
  • the light can interact with the materials of the sample and enter as reflected and / or scattered light
  • the planar floor area can define a front side of the reflector device and face the sample when it is placed on it or when it approaches it.
  • the side walls of the side wall area can connect directly to the bottom area and at least in some areas vertical inner walls of the
  • the elliptical shape of the vertical inner walls of the side wall area can act as a reflector for the light emitted by the light source and is advantageously visible on that front side from the direction of the sample.
  • the light from the light source can partly be radiated directly onto the sample and partly also hit the vertical inner walls, from which it can be emitted with the same angle of incidence and reflection regarding its vertical and horizontal component can be reflected.
  • the light is directed towards the sample in the vertical direction towards the bottom area and the elliptical shape focuses the light advantageously in the second focal point in the horizontal direction. Since the light source can be located vertically offset with respect to the inner walls, a component of the emitted light can thus be vertical in one direction, i.e. perpendicular to the
  • Housing advantageously an end face of the housing towards the sample, can be reduced and the housing can advantageously be arranged close to the sample or resting directly on it.
  • a distance between the sample and the housing (the top of which can correspond to an end face) can be reduced from the usual 10 mm to about 2 mm or less.
  • the planar floor area can also comprise a reflective material.
  • the light source holder and detector holder can comprise a structure, a holder, a shaft, a mounting base, a recess or others in order to arrange, fix or mount the light source and detector device therein.
  • the housing can be manufactured inexpensively and easily, for example with an injection molding process.
  • the reflector device can be milled, for example, from injection molded parts or from solid material, advantageously from reflective coated or embossed parts.
  • the coating material can comprise gold, silver or aluminum.
  • a protective layer can be applied to the coating in order to protect the coating material from oxidation.
  • the side wall area extends in a direction perpendicularly away from the base area and in a light emission direction of the light source.
  • the side wall area extends in a direction deviating from a perpendicular direction to the bottom area away from the latter and in one direction
  • Light emission direction of the light source the at least regionally elliptical shape of the side walls varying with a distance above the floor area.
  • the values of the major (a) and minor semiaxis (b) of the ellipse in each plane above the floor area can vary along the height of the side wall, advantageously in such a way that the side wall differs from a perpendicular
  • Alignment to the floor area may vary.
  • the length of the major semi-axis a can increase or decrease.
  • b 2 (m * SB-h + aO) 2 - e 2 .
  • the position e of the light source to the center of the ellipse can remain constant, the ellipse itself can then become larger and larger with increasing distance and approaches a circle asymptotically.
  • the side walls can be described by an elliptical equation with constant e (eccentricity), whereby the focusing property of the reflector can be retained in every plane parallel to the floor area. Bevelling the side walls can bring advantages in terms of production, for example with a diamond milling head.
  • the course of the semi-axes is not limited to a linear relationship but can also form a quadratic or any other mathematical relationship that can produce a non-undercut shape, for example.
  • the side wall area has a planar top side on a side facing away from the bottom area, on which a transparent cover is arranged that spans the bottom area, and wherein the planar top side is parallel to a plane of the planar bottom area.
  • the planar top side can form the end face of the housing, be parallel to the planar bottom area and be placed on the sample or at least face it.
  • the housing is shaped as a TO housing from an underside facing away from the planar bottom area and the side wall area.
  • the TO housing (transistor oriented) can comprise a material that reflects the emitted light, for example a metal, or it can comprise a reflective coating on the bottom area and the inner walls of the side wall area.
  • the TO housing can also have a base and / or conductor connections for the light source and the detector and / or others
  • the light source comprises a thermal light bulb or an LED.
  • An infrared light source can also be used.
  • Detector mount around a frustoconical elevation is formed, which rises in the light emission direction above the planar bottom area and at most up to a planar top side of the side wall area.
  • the reflector device there is a rotationally symmetrical recess in the frustoconical elevation introduced, which describes an ellipsoid of revolution about an axis of rotation, in whose first focal point the light source is located and in whose second focal point there is an intersection of the rotational axis with a normal through the detector socket.
  • the point of intersection is located at a cutting height above a planar top side of the side wall region.
  • the frustoconical elevation comprises a conical recess laterally around the
  • Detector socket around which has an opening towards the planar bottom area and comprises side walls on which an absorbent
  • the light source has a reflective coating on its upper side and / or the cover has the reflective coating in some areas in an area above the light source.
  • the light source can, for example, have a dome with the metallization on the top (in the direction of radiation), advantageously simple in the case of a light bulb.
  • the reflective coating can comprise a metallization.
  • the reflector device comprises two or more light source sockets, each with a light source, one of the light source sockets and the detector socket being arranged in the first and second focal point of a respective ellipse, the ellipses partially overlapping around the detector socket.
  • the cover comprises a cylindrical recess above the detector mount, in which a protective glass is inserted, through which a normal by means of light refraction through the detector socket, along which light from a sample enters the
  • Detector mount can be irradiated, is displaceable parallel to this normal.
  • an optical analysis device comprises a
  • the optical analysis device can advantageously be designed as a spectrometer, for example as a miniaturized or microspectrometer, the evaluation device and the detector device being set up to generate a spectrum of the detected light from the sample.
  • the measurement signal processed by the evaluation device can, for example, be compared with known data records and the sample can be identified and its materials determined, for example by means of chemometric methods.
  • Reflector device for analyzing a sample providing a reflector device according to the invention; placing the reflector device on the sample in such a way that the detector mount and the base area with the light source mount face the specimen and a region of the sample to be analyzed is above the detector mount or above a
  • the radiation area of the detector socket is located; illuminating the sample with the light source; detecting a light reflected from the sample by the detector device and generating a spectrum; and evaluating the spectrum by an evaluation device and determining a material present in the sample.
  • the housing is placed directly on the sample.
  • the housing can be placed directly on the sample, so as to
  • the housing is arranged at a distance above the sample.
  • the procedure may also be through the in conjunction with the
  • FIG. 2a-b show a schematic top view of the reflector device from FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of the reflector device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a schematic side view of an optical analysis device with the reflector device according to the exemplary embodiment in FIG. 3;
  • FIG. 5 shows a schematic side view of the reflector device according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • 6a-b schematic top views of the reflector device according to further exemplary embodiments of the present invention
  • FIG. 7 shows a block diagram of method steps of a method for operating a reflector device for analyzing a sample according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 8 shows a plan view of a side wall area of a reflector device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows a plan view of a side wall area of a reflector device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG 1a-c show schematic side views of the reflector device according to an embodiment of the present invention.
  • the reflector device 1 for an optical analysis device comprises at least one light source 3; a detector device 4; and
  • the housing G can be formed as a TO housing from an underside facing away from the planar bottom area BB and the side wall area SB.
  • the light source 3 can comprise a thermal light bulb or an LED.
  • a frustoconical elevation D can be formed, which rises in the light emission direction F above the planar floor area BB and at most up to a planar top side SB1 of the side wall area SB.
  • the planar top side SB1 of the side wall area SB can have a constant height above the bottom area BB in all areas and serve as a flat support surface (front side) of the housing G.
  • the frustoconical elevation D can correspond to a cone, the central axis of which can correspond to a normal through the detector socket. That part of the bottom region BB which rests directly on the light source mount 3a is preferably planar, in other words it extends
  • frustoconical elevation D not up to the light source holder 3a.
  • the frustoconical elevation D can advantageously be used when a cover rests on the planar upper side SB1, that is to say from this a part of the light from the light source can be scattered back to the floor area.
  • a vertical height SB-h of the side wall area SB advantageously the
  • Inner walls of the side wall area SB can for example be 3 mm.
  • FIG. 2a-b each show a schematic top view of the reflector device from FIG. 1.
  • the housing G is shown opposite to the direction of emission of the light emitted by the light source and perpendicular to the floor area BB.
  • the frustoconical elevation D can, for example, cover almost half the planar floor area BB.
  • the side wall area SB describes an ellipse adjacent to the bottom area BB and can describe a circular shape on the outer area.
  • Principal axes a (major semiaxis) and b (minor semiaxis) of the ellipse as well as the light source mount 3 in the first focal point BPI and the detector mount 4 in the second focus BP2 are shown, wherein the ellipse can have an eccentricity e.
  • a distance I between the light source mount 3a and the detector device 4a (approximately between their centers), as shown in FIG. 2b, can be 10 mm, for example.
  • FIG 3 shows a schematic top view of the reflector device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • the plan view relates to a sample in accordance with FIGS. 2a and 2b.
  • the reflector device 1 here comprises two light source sockets 3a1 and 3a2, it also being possible for several to be possible, each with one light source.
  • a first light source mount 3al and the first light source can be arranged in the first focal point and the detector mount 4a in the second focal point of a first ellipse.
  • Light source mount 3a2 can be in a first focal point of a second ellipse and the same detector device 4 in the second focal point of the second ellipse be arranged, that is to say several ellipses share a detector device and the second focal point, wherein the ellipses can partially overlap around the detector mount 4a.
  • the two light sources can form an isosceles triangle with an opening angle at the detector mount of, for example, 30 °. Depending on the application, the opening angle can also be up to 180 ° (Fig. 6a).
  • a rotationally symmetrical recess ELI (EL2) can be made in the frustoconical elevation D, which can describe an ellipsoid of revolution around an axis of rotation, in whose first focal point the light source 3 (3-1, 3-2) can be and in whose second focal point an intersection of the axis of rotation (RAI, RA2) with a normal ND through the detector mount 4a can be located.
  • the frustoconical elevation D can have its own from each light source holder
  • FIG. 4 shows a schematic side view of an optical analysis device with a reflector device according to the exemplary embodiment in FIG. 3.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the reflector device from FIG. 3, which can be included in an optical analysis device 2.
  • the optical analysis device 2 can comprise an evaluation device AE, which is set up to evaluate a measurement signal from the detector device 4.
  • the gradient of the axis of rotation RA can determine a distance 10 by which a sample (the sample 20 is not shown for reasons of clarity) can be spaced from the end face, that is to say the upper side of the side wall region SB1. This distance is important because the elliptical effect concentrates the light from the light sources in the second focal point of the ellipsoid of revolution EL, in addition to the ellipses of the side wall area.
  • the light source can be located here in ellipsoids of revolution (which can be described by the recess).
  • a minor major axis of the light source can be located here in ellipsoids of revolution (which can be described by the recess).
  • Ellipsoids of revolution can for example be 2 mm or depending on
  • Detector device 4 are irradiated. This can also increase the proportion of light on the sample and reduce the proportion of scattered light not reflected on the sample on the detector.
  • the light sources can emit different or the same wavelength ranges.
  • the slopes of all ellipsoids are advantageously the same if the elliptical dimensions are the same.
  • the ellipsoids can also have different sizes, the point of intersection 9 always at the second focal point of the respective
  • the ellipsoids of revolution should lie.
  • the ellipsoids of revolution can thus have the reflection effect of the inner walls of the associated elliptical region of the
  • the optical analysis device 2 can be designed as a miniaturized spectrometer.
  • the distance 10 can be, for example, 3.5 mm
  • the distance 10 can for example also be 2 mm or 3 mm or similar, depending on the orientation of the
  • an intensity of the illumination on the sample can decrease significantly with increasing deviation from intersection point 9, since a high degree of Light concentration at the point of intersection 9, that is to say at the distance 10, can be achieved.
  • the recesses with the ellipsoids of revolution can furthermore increase the stability of the detected measurement signal from the sample
  • the system can become less sensitive to the lighting area, since the area of the distance variation in which the lighting area grows or wanders out of the field of view can also become larger. Should he
  • the lighting area can be enlarged or more diffuse
  • Ellipsoids of revolution also have facets.
  • a continuously rounded shape of the ellipsoid can be discretized and approximated by a large number of small, adjacent square or rectangular planar surfaces.
  • FIG. 5 shows a schematic side view of the reflector device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 differs from that of FIG. 3 in that it has a cover glass 5, with a transparent cover 5 also being able to be placed on the end face SB1 of the housing in FIG. 3.
  • the cover 5 over the detector mount 4a can comprise a cylindrical recess ZA, in which a protective glass 12 can be inserted, through which means
  • Refraction of light by a normal ND through the detector mount 4a, along which light from a sample can be radiated into the detector mount 4a, can be displaced parallel to this normal ND.
  • the normal ND can be shifted laterally outward to the position of a further normal ND 'by a distance d. Due to the refraction, this can be the displacement of the second Effect and take into account the focal point on the sample and the illumination area on the sample.
  • the distance d can be 0.7 mm, for example.
  • the axis of rotation RA can be aligned with an intersection with the shifted normal ND 'and it can be assumed that the surface of the sample and the top of the protective glass 12 are in the second focal point of the ellipsoid of revolution EL (ELI, EL2) and on the further normal ND 'lie.
  • the cover 5 can be inserted or framed in a projection in the side wall area SB and flush with the upper side SB1 on the upper side. With such a design, the housing with the cover 5 can advantageously be placed directly on the sample and measure in mechanical contact, which can improve the stability of the measurement.
  • the protective glass 12 can be made in different thicknesses, so it can end in a planar manner with the top of the cover or be sunk in the cylindrical recess ZA.
  • the frustoconical elevation D can comprise a conical recess laterally around the detector mount 4a, which can have an opening towards the planar bottom area and can comprise side walls SW-KA, on which an absorbent coating 11 can be applied, which can comprise a black lacquer, for example .
  • the recess can also be cylindrical or have a different shape.
  • the light source 3 can have a reflective coating (not shown) on its upper side and / or the cover 5 can have the reflective coating 6 in some areas in an area above the light source 3, whereby light from the light source can be reflected back into the cavity of the housing (more Light can be radiated sideways onto the inner walls of the side wall area and / or the ellipsoid of revolution (its recess surfaces) and the elliptical reflection effect enables a greater yield of light to be radiated onto the field of view of the detector on the sample.
  • the height of the first focal point with the light source in one of the ellipsoids of revolution it can be, for example, 3.3 mm above an underside of the housing.
  • FIGS. 6a-b each show a schematic top view of the reflector device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6a shows an arrangement of a side wall area SB which shows the bottom area in plan view (from the direction of the light reflection from the sample) as an overlap of two ellipses.
  • a first light source 3-1 can be arranged in a first light source holder 3al and a second light source 3-2 can be arranged in a second light source holder 3a2.
  • the reflector device 1 can have only one detector device 4 in a detector mount 4a, with the two light source mounts and the detector mount being able to be arranged along a straight line g.
  • the first ellipse around the first light source mount 3al can form a first floor area BB1 with the detector mount, the first light source mount 3al is located in a first focal point of the first ellipse and the detector mount 4a is located in a second focal point of the first ellipse.
  • the second ellipse around the second light source holder 3a2 can with the
  • Detector mount 4a form a second floor area BB2, the second
  • Light source mount 3a2 are located in a first focal point of the second ellipse and the detector mount 4a are located in a second focus of the second ellipse.
  • Light source mounts 3al and 3a2 to the detector mount 4a can lie on two different straight lines gl and g2, which with the same
  • Ellipse size can form an isosceles triangle. It can be possible here for the two ellipses in FIGS. 6a and 6b to each have the same dimensions or different dimensions.
  • the reflector device 1 can in this way (according to FIG. 6b) also be expanded to include further ellipses.
  • the light source the light source
  • Detector device or a filter device can be arranged or integrated on a cover, for example a short-pass, long-pass or band-pass filter.
  • This can, for example, be a coating on the lid include, for example directly in a field of view of the detector device, that is to say the detection aperture (not shown).
  • FIG. 7 shows a block diagram of method steps of a method for operating a reflector device for analyzing a sample according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • an inventive device is provided S1
  • Reflector device a placement S2 of the reflector device on the sample, such that the detector mount and the bottom area with the
  • Light source holder facing the sample and an area to be analyzed of the sample is above the detector holder or above a
  • the radiation area of the detector socket is located; illuminating S3 the sample by the light source; detecting S4 a light reflected from the sample by the detector device and generating S5 a spectrum; and an evaluation S6 of the spectrum by an evaluation device and determination S7 of a material present in the sample.
  • the side wall area from FIG. 8 shows a shape of so-called N-ellipses, it being possible for more than two focal points to be present
  • Light sources 3-1, 3-2 at for example -6 mm, 3.5 mm and -6 mm, -3.5 mm and a detector device 4 at, for example, 6 mm, 3.5 mm.
  • the positions of the light source and the detection aperture correspond to those of FIG. 3.
  • Detector device 4 can be arranged in the center and four light sources 3-1, 3-2, 3-3. And 3-4 can be arranged around the outside.
  • Embodiment has been fully described above, it is not limited to it, but can be modified in many ways.

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Abstract

The present invention relates to a reflector device (1) for an optical analyser comprising: at least one light source (3); a detector device (4); and a housing (G) with at least one light source mounting (3a), in which the light source (3) is arranged and with a detector mounting (4a), in which the detector device (4) is arranged, wherein the housing (G) further comprises a planar base region (BB) and a side wall region (SB), which comprises material reflecting the light (3b) emitted by the light source (3), wherein the side wall region (SB) extends in a direction away from the base region (BB) and in a light beam emission direction (F) of the light source (3) and at least in areas describes at least one ellipse around the base region (BB), in the first focal point (BP1) of which the light source mounting (3a) is arranged and in the second focal point (BP2) of which the detector mounting (4a) is arranged.

Description

Beschreibung description
Titel title
Reflektoreinrichtung für eine optische Analyseeinrichtung und Verfahren zumReflector device for an optical analysis device and method for
Betreiben einer Reflektoreinrichtung Operation of a reflector device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reflektoreinrichtung für eine optische Analyseeinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Reflektoreinrichtung zum Analysieren einer Probe. The present invention relates to a reflector device for an optical analysis device and a method for operating a reflector device for analyzing a sample.
Stand der Technik State of the art
Beleuchtungsreflektoren können dazu genutzt werden Licht in einem breiten sichtbaren oder infraroten Wellenlängenbereich auf eine Probe zu strahlen, welches von dieser Probe nach einer Wechselwirkung auf einen Detektor zurückreflektiert oder gestreut werden kann und durch Absorption während der Wechselwirkung mit der Probe eine spektrale Information über die Probe enthält. Illumination reflectors can be used to radiate light in a broad visible or infrared wavelength range onto a sample, which light can be reflected back or scattered by this sample after an interaction to a detector and contains spectral information about the sample through absorption during the interaction with the sample .
Übliche Beleuchtungsreflektoren weisen eine Lichtquelle mit einem Usual lighting reflectors have a light source with a
Abstrahlbereich zur Probe hin und einen Detektionsbereich mit einem Emission area towards the sample and a detection area with a
bestimmten Sichtfeld auf. Der Abstrahlbereich der Lichtquelle, also eine specific field of view. The radiation area of the light source, i.e. one
Beleuchtungsrichtung, kann die Probe dabei in einem bestimmten Bereich bestrahlen. Da die Lichtquelle und die Detektoreinrichtung jedoch räumlich voneinander getrennt sein sollten, können sich meist der Beleuchtungsbereich und das Sichtfeld des Detektors nur teilweise überlappen. Um diesen Überlapp möglichst groß zu gestalten, ist üblicherweise eine bestimmte Distanz zwischen Beleuchtungsreflektor und der Probe nötig, was Streulicht aus der Umgebung im Beleuchtungsbereich zulassen kann. Übliche Beleuchtungsreflektoren können eine parabolische Grundform aufweisen um Licht in Richtung der Probe zu Kollimieren. Meist kann eine Kollimation erst bei einer 20-fachen Größe des Reflektors gegenüber der Lichtquelle erreicht werden, was durch eingeschränkte Illumination direction, the sample can irradiate in a certain area. However, since the light source and the detector device should be spatially separated from one another, the illumination area and the field of view of the detector can usually only partially overlap. In order to make this overlap as large as possible, a certain distance between the illumination reflector and the sample is usually necessary, which can allow for scattered light from the surroundings in the illumination area. Conventional illuminating reflectors can have a parabolic basic shape in order to collimate light in the direction of the sample. In most cases, collimation can only be achieved when the reflector is 20 times the size of the light source, which is limited
Bauraumsituationen bei Mikrospektrometern begrenzt sein kann. Übliche minimale Abstände zwischen Probe und Gehäuse, bei welchen ein Installation space situations with microspectrometers can be limited. Usual minimum distances between sample and housing, at which a
Beleuchtungsfleck mit einem Intensitätsmaximum direkt im Sichtfeld des Detektors entstehen kann, können meist etwa 10 mm betragen. Illumination spot with an intensity maximum can arise directly in the field of view of the detector, can usually be about 10 mm.
In der EP 1508795 Al wird ein Absorptionsspektrometer mit einem In EP 1508795 Al an absorption spectrometer with a
wellenlängendispersiven Element beschrieben. Eine wellenlängenabhängige Ablenkung kann Licht unterschiedlicher Wellenlängen auf unterschiedliche Bereiche eines Detektors ablenken und das Licht analysieren. wavelength dispersive element described. A wavelength-dependent deflection can deflect light of different wavelengths onto different areas of a detector and analyze the light.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung schafft eine Reflektoreinrichtung für eine optische Analyseeinrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Reflektoreinrichtung zum Analysieren einer Probe nach Anspruch 15. The present invention provides a reflector device for an optical analysis device according to claim 1 and a method for operating a reflector device for analyzing a sample according to claim 15.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Preferred further developments are the subject of the subclaims.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Reflektoreinrichtung für eine optische Analyseeinrichtung anzugeben, mit welcher eine Probe beleuchtet werden kann und ein von der Probe The idea on which the present invention is based consists in specifying a reflector device for an optical analysis device, with which a sample can be illuminated and one from the sample
rückgestrahltes Licht an einer Detektorfassung gesammelt werden kann. Die Reflektoreinrichtung zeichnet sich durch eine gezieltere und somit verbesserte Beleuchtung der Probe in jenem Bereich aus, welcher von der Detektorfassung aus erfassbar ist. Dadurch kann ein Auseinanderliegen von Beleuchtungsbereich und Detektionsbereich an der Probe verringert oder vermieden werden. reflected light can be collected at a detector socket. The reflector device is characterized by a more targeted and thus improved illumination of the sample in that area which can be detected by the detector mount. As a result, a spacing of the illumination area and the detection area on the sample can be reduced or avoided.
Erfindungsgemäß umfasst eine Reflektoreinrichtung für eine optische According to the invention comprises a reflector device for an optical
Analyseeinrichtung zumindest eine Lichtquelle; eine Detektoreinrichtung; und ein Gehäuse mit zumindest einer Lichtquellenfassung, in welcher die Lichtquelle angeordnet ist und mit einer Detektorfassung, in welcher die Detektoreinrichtung angeordnet ist, wobei das Gehäuse weiterhin einen planaren Bodenbereich und einen Seitenwandbereich umfasst, welcher für ein von der Lichtquelle emittierten Lichts reflektierendes Material umfasst, wobei der Seitenwandbereich sich in einer Richtung vom Bodenbereich weg und in einer Lichtabstrahlrichtung der Lichtquelle erstreckt und dessen Seitenwände zumindest bereichsweise zumindest eine Ellipse um den Bodenbereich beschreiben, in deren ersten Brennpunkt die Lichtquellenfassung und in deren zweiten Brennpunkt die Detektorfassung angeordnet ist. Analysis device at least one light source; a detector means; and a housing with at least one light source holder in which the light source is arranged and with a detector holder in which the detector device is arranged, wherein the housing further comprises a planar bottom area and a side wall area, which comprises a material that is reflective for a light emitted by the light source, the side wall area extending in a direction away from the bottom area and in a light emission direction of the light source and its side walls at least regionally Describe an ellipse around the floor area, in whose first focal point the light source holder and in whose second focal point the detector holder is arranged.
Die Detektoreinrichtung kann einen optischen Sensor umfassen, beispielsweise zum Erzeugen eines Spektrums, also um beispielsweise Intensitäten über die Wellenlänge zu ermitteln. Die Detektorfassung kann vorteilhaft eine optische Apertur zum Beleuchtungsbereich auf der Probe darstellen. The detector device can comprise an optical sensor, for example to generate a spectrum, that is to say, for example, to determine intensities over the wavelength. The detector mount can advantageously represent an optical aperture to the illumination area on the sample.
Die Lichtquelle kann Licht in einem breiten sichtbaren oder infraroten The light source can be light in a broad range of visible or infrared
Wellenlängenbereich emittieren. Das Licht kann mit den Materialien der Probe wechselwirken und als reflektiertes und/oder gestreutes Licht ein Emit wavelength range. The light can interact with the materials of the sample and enter as reflected and / or scattered light
Absorptionsspektrum aufweisen, welches durch die Detektoreinrichtung und durch eine etwaige weitere Auswerteeinrichtung einer Analyseeinrichtung ausgewertet werden kann. Folglich kann eine Materialzusammensetzung der Probe ermittelt werden. Have absorption spectrum, which can be evaluated by the detector device and by any further evaluation device of an analysis device. Consequently, a material composition of the sample can be determined.
Der planare Bodenbereich kann eine Vorderseite der Reflektoreinrichtung definieren und der Probe beim Auflegen auf dieser oder beim Annähern an diese zugewandt sein. The planar floor area can define a front side of the reflector device and face the sample when it is placed on it or when it approaches it.
Die Seitenwände des Seitenwandbereichs können direkt an den Bodenbereich anschließen und zumindest bereichsweise senkrechte Innenwände des The side walls of the side wall area can connect directly to the bottom area and at least in some areas vertical inner walls of the
Seitenwandbereichs umfassen, welche sich vertikal vom Bodenbereich wegerstrecken können. Die elliptische Form der vertikalen Innenwände des Seitenwandbereichs kann hierbei als Reflektor für das von der Lichtquelle ausgestrahlte Licht wirken und ist vorteilhaft an jener Vorderseite aus Richtung der Probe aus sichtbar. Das Licht von der Lichtquelle kann teilweise direkt auf die Probe gestrahlt werden und teilweise auch auf die vertikalen Innenwände treffen, von welchen aus es unter dem Bezug von gleichem Einfalls- und Ausfallswinkel betreffend dessen vertikaler und horizontaler Komponente reflektiert werden kann. In vertikaler Richtung zum Bodenbereich wird das Licht zur Probe hin gelenkt und in horizontaler Richtung fokussiert die Ellipsenform das Licht vorteilhaft im zweiten Brennpunkt. Da sich die Lichtquelle vertikal versetzt bezüglich der Innenwände befinden kann, kann somit eine Komponente des abgestrahlten Lichts in einer Richtung vertikal, also senkrecht zum Comprise side wall portions which can extend vertically from the bottom portion. The elliptical shape of the vertical inner walls of the side wall area can act as a reflector for the light emitted by the light source and is advantageously visible on that front side from the direction of the sample. The light from the light source can partly be radiated directly onto the sample and partly also hit the vertical inner walls, from which it can be emitted with the same angle of incidence and reflection regarding its vertical and horizontal component can be reflected. The light is directed towards the sample in the vertical direction towards the bottom area and the elliptical shape focuses the light advantageously in the second focal point in the horizontal direction. Since the light source can be located vertically offset with respect to the inner walls, a component of the emitted light can thus be vertical in one direction, i.e. perpendicular to the
Bodenbereich, auf die Probe gestrahlt werden und die horizontale Komponente eine Fokussierung am oder um den zweiten Brennpunkt der Ellipse erhalten. Folglich kann eine Konzentration des abgestrahlten Lichts auf einem Bereich der Probe über dem zweiten Brennpunkt erfolgen, welcher sich mit dem Sichtfeld der Detektoreinrichtung decken kann. Der planare Bodenbereich kann somit im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Probe liegen. Durch eine derartige seitliche Lichtführung, also der Reflexion an den elliptischen Wänden, und durch die zusätzliche vertikale Komponente kann die Probe also verstärkt im Sichtfeld der Detektoreinrichtung bestrahlt werden und ein Abstand zwischen dem Bottom area on which the sample is irradiated and the horizontal component is focussed at or around the second focal point of the ellipse. As a result, the emitted light can be concentrated on a region of the sample above the second focal point which can coincide with the field of view of the detector device. The planar bottom area can thus lie essentially parallel to the surface of the sample. Through such a lateral light guide, that is to say the reflection on the elliptical walls, and through the additional vertical component, the sample can therefore be irradiated more intensively in the field of view of the detector device and a distance between the
Gehäuse, vorteilhaft einer Stirnfläche des Gehäuses zur Probe hin, reduziert werden und das Gehäuse vorteilhaft nah an der Probe oder direkt auf dieser aufliegend angeordnet werden. Ein Abstand zwischen Probe und Gehäuse (deren Oberseite kann einer Stirnfläche entsprechen) kann von üblichen 10 mm auf etwa 2 mm oder weniger reduziert werden. Housing, advantageously an end face of the housing towards the sample, can be reduced and the housing can advantageously be arranged close to the sample or resting directly on it. A distance between the sample and the housing (the top of which can correspond to an end face) can be reduced from the usual 10 mm to about 2 mm or less.
Auch der planare Bodenbereich kann ein reflektierendes Material umfassen. Die Lichtquellenfassung und Detektorfassung kann eine Struktur, eine Halterung, eine Schacht, einen Montagesockel, eine Ausnehmung oder weiteres umfassen um die Lichtquelle und Detektoreinrichtung jeweils darin anzuordnen, zu fixieren oder zu montieren. The planar floor area can also comprise a reflective material. The light source holder and detector holder can comprise a structure, a holder, a shaft, a mounting base, a recess or others in order to arrange, fix or mount the light source and detector device therein.
Das Gehäuse kann dabei kostengünstig und einfach hergestellt werden, beispielsweise mit einem Spritzgussverfahren. Die Reflektoreinrichtung kann beispielsweise aus Spritzgussteilen oder aus Vollmaterial, vorteilhaft aus reflektiv beschichteten oder geprägten, gefräst werden. Das Beschichtungsmaterial kann Gold, Silber oder Aluminium umfassen. Des Weiteren kann eine Schutzschicht auf der Beschichtung aufgebracht sein, um das Beschichtungsmaterial vor Oxidation zu schützen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Reflektoreinrichtung erstreckt sich der Seitenwandbereich in einer Richtung senkrecht vom Bodenbereich weg und in einer Lichtabstrahlrichtung der Lichtquelle. The housing can be manufactured inexpensively and easily, for example with an injection molding process. The reflector device can be milled, for example, from injection molded parts or from solid material, advantageously from reflective coated or embossed parts. The coating material can comprise gold, silver or aluminum. Furthermore, a protective layer can be applied to the coating in order to protect the coating material from oxidation. According to a preferred embodiment of the reflector device, the side wall area extends in a direction perpendicularly away from the base area and in a light emission direction of the light source.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Reflektoreinrichtung erstreckt sich der Seitenwandbereich in einer Richtung abweichend von einer senkrechten Richtung auf den Bodenbereich weg von diesem und in einer According to a preferred embodiment of the reflector device, the side wall area extends in a direction deviating from a perpendicular direction to the bottom area away from the latter and in one direction
Lichtabstrahlrichtung der Lichtquelle, wobei die zumindest bereichsweise Ellipsenform der Seitenwände mit einem Abstand über dem Bodenbereich variiert. Light emission direction of the light source, the at least regionally elliptical shape of the side walls varying with a distance above the floor area.
Die Werte der großen (a) und kleinen Halbachse (b) der Ellipse in einer jeden Ebene über dem Bodenbereich können entlang der Höhe der Seitenwand variieren, vorteilhaft derart dass die Seitenwand von einer senkrechten The values of the major (a) and minor semiaxis (b) of the ellipse in each plane above the floor area can vary along the height of the side wall, advantageously in such a way that the side wall differs from a perpendicular
Ausrichtung auf den Bodenbereich abweichen kann. Beispielsweise kann die große Halbachse a durch eine lineare Beziehung ersetzt werden, also etwa a = m*SB-h + aO mit der Höhe SB-h der Seitenwand über dem Bodenbereich und einer Steigung m, etwa im Bereich zwischen 0,25 bis 1, und einem Grundwert für die große Halbachse aO der Ellipse am Bodenbereich. Mit steigendem Abstand der Seitenwandhöhe vom Bodenbereich kann die Länge der großen Halbachse a zunehmen, oder auch abnehmen. Durch Umformen der Gleichung erhält man den Ausdruck für die kleine Halbachse nach b2= (m*SB-h + aO)2 - e2. Die Position e der Lichtquelle zum Mittelpunkt der Ellipse kann dabei konstant bleiben, die Ellipse selber kann dann mit steigendem Abstand immer größer werden und nähert sich asymptotisch einem Kreis an. Alignment to the floor area may vary. For example, the major semi-axis a can be replaced by a linear relationship, i.e. approximately a = m * SB-h + aO with the height SB-h of the side wall above the floor area and a slope m, approximately in the range between 0.25 to 1, and a basic value for the semi-major axis aO of the ellipse at the bottom. As the distance between the height of the side wall and the floor area increases, the length of the major semi-axis a can increase or decrease. By transforming the equation, one obtains the expression for the minor semi-axis according to b 2 = (m * SB-h + aO) 2 - e 2 . The position e of the light source to the center of the ellipse can remain constant, the ellipse itself can then become larger and larger with increasing distance and approaches a circle asymptotically.
In jeder zum Bodenbereich parallelen Ebene können die Seitenwände durch eine Ellipsengleichung mit konstantem e (Exzentrizität) beschrieben werden, wodurch die fokussierende Eigenschaft des Reflektors in jeder zum Bodenbereich parallelen Ebene erhalten bleiben kann. Ein Abschrägen der Seitenwände kann Vorteile hinsichtlich der Fertigung mitbringen, etwa mit einem Diamantfräskopf. Der Verlauf der Halbachsen ist dabei nicht auf eine lineare Beziehung beschränkt sondern kann auch eine quadratische oder beliebige andere mathematische Beziehung bilden, die etwa eine nicht hinterschnittene Form erzeugen kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Reflektoreinrichtung weist der Seitenwandbereich an einer dem Bodenbereich abgewandten Seite eine planare Oberseite auf, auf welcher ein transparenter Deckel angeordnet ist, der den Bodenbereich überspannt, und wobei die planare Oberseite parallel zu einer Ebene des planaren Bodenbereichs ist. In every plane parallel to the floor area, the side walls can be described by an elliptical equation with constant e (eccentricity), whereby the focusing property of the reflector can be retained in every plane parallel to the floor area. Bevelling the side walls can bring advantages in terms of production, for example with a diamond milling head. The course of the semi-axes is not limited to a linear relationship but can also form a quadratic or any other mathematical relationship that can produce a non-undercut shape, for example. According to a preferred embodiment of the reflector device, the side wall area has a planar top side on a side facing away from the bottom area, on which a transparent cover is arranged that spans the bottom area, and wherein the planar top side is parallel to a plane of the planar bottom area.
Die planare Oberseite kann die Stirnfläche des Gehäuses bilden, parallel zum planaren Bodenbereich sein und auf die Probe aufgesetzt werden oder dieser zumindest zugewandt sein. The planar top side can form the end face of the housing, be parallel to the planar bottom area and be placed on the sample or at least face it.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Reflektoreinrichtung ist das Gehäuse von einer dem planaren Bodenbereich und dem Seitenwandbereich abgewandten Unterseite als TO-Gehäuse ausgeformt. According to a preferred embodiment of the reflector device, the housing is shaped as a TO housing from an underside facing away from the planar bottom area and the side wall area.
Das TO-Gehäuse (transistor oriented) kann ein für das abgestrahlte Licht reflektierendes Material, beispielsweise ein Metall, umfassen oder an dem Bodenbereich und den Innenwänden des Seitenwandbereichs eine reflektierende Beschichtung umfassen. Das TO-Gehäuse kann weiterhin einen Sockel und/oder Leiteranschlüsse für die Lichtquelle und den Detektor und/oder weitere The TO housing (transistor oriented) can comprise a material that reflects the emitted light, for example a metal, or it can comprise a reflective coating on the bottom area and the inner walls of the side wall area. The TO housing can also have a base and / or conductor connections for the light source and the detector and / or others
Anschlüsse für ein Messsignal aufweisen. Have connections for a measurement signal.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Reflektoreinrichtung umfasst die Lichtquelle eine thermische Glühbirne oder eine LED. According to a preferred embodiment of the reflector device, the light source comprises a thermal light bulb or an LED.
Des Weiteren kann auch eine Infrarot-Lichtquelle eingesetzt werden. An infrared light source can also be used.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Reflektoreinrichtung ist bereichsweise auf dem planaren Bodenbereich und lateral um die According to a preferred embodiment of the reflector device is partially on the planar floor area and laterally around the
Detektorfassung herum eine kegelstumpfförmige Erhebung ausgeformt, welche sich in der Lichtabstrahlrichtung über dem planaren Bodenbereich und höchstens bis zu einer planaren Oberseite des Seitenwandbereichs erhebt. Detector mount around a frustoconical elevation is formed, which rises in the light emission direction above the planar bottom area and at most up to a planar top side of the side wall area.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Reflektoreinrichtung ist in der kegelstumpfförmigen Erhebung eine rotationssymmetrische Ausnehmung eingebracht, welche einen Rotationsellipsoid um eine Rotationsachse beschreibt, in dessen ersten Brennpunkt sich die Lichtquelle befindet und in dessen zweiten Brennpunkt sich ein Schnittpunkt der Rotationsachse mit einer Normalen durch die Detektorfassung befindet. According to a preferred embodiment of the reflector device there is a rotationally symmetrical recess in the frustoconical elevation introduced, which describes an ellipsoid of revolution about an axis of rotation, in whose first focal point the light source is located and in whose second focal point there is an intersection of the rotational axis with a normal through the detector socket.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Reflektoreinrichtung befindet sich der Schnittpunkt an einer Schnitthöhe über einer planaren Oberseite des Seitenwandbereichs. According to a preferred embodiment of the reflector device, the point of intersection is located at a cutting height above a planar top side of the side wall region.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Reflektoreinrichtung umfasst die kegelstumpfförmige Erhebung eine konische Ausnehmung lateral um die According to a preferred embodiment of the reflector device, the frustoconical elevation comprises a conical recess laterally around the
Detektorfassung herum, welche eine Öffnung zum planaren Bodenbereich hin aufweist und Seitenwände umfasst, auf welchen eine absorbierende Detector socket around which has an opening towards the planar bottom area and comprises side walls on which an absorbent
Beschichtung aufgebracht ist Coating is applied
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Reflektoreinrichtung weist die Lichtquelle an deren Oberseite eine reflektierende Beschichtung und/oder der Deckel in einem Bereich über der Lichtquelle bereichsweise die reflektierende Beschichtung auf. According to a preferred embodiment of the reflector device, the light source has a reflective coating on its upper side and / or the cover has the reflective coating in some areas in an area above the light source.
Die Lichtquelle kann beispielsweise eine Kuppe mit der Metallisierung auf der Oberseite (In Abstrahlrichtung) aufweisen, vorteilhaft einfach bei einer Glühbirne. The light source can, for example, have a dome with the metallization on the top (in the direction of radiation), advantageously simple in the case of a light bulb.
Die reflektierende Beschichtung kann eine Metallisierung umfassen. The reflective coating can comprise a metallization.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Reflektoreinrichtung umfasst diese zwei oder mehrere Lichtquellenfassungen mit jeweils einer Lichtquelle, wobei jeweils eine der Lichtquellenfassungen und die Detektorfassung in dem ersten und zweiten Brennpunkt einer jeweiligen Ellipse angeordnet sind, wobei sich die Ellipsen um die Detektorfassung herum teilweise überlappen. According to a preferred embodiment of the reflector device, it comprises two or more light source sockets, each with a light source, one of the light source sockets and the detector socket being arranged in the first and second focal point of a respective ellipse, the ellipses partially overlapping around the detector socket.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Reflektoreinrichtung umfasst der Deckel über der Detektorfassung eine zylindrische Ausnehmung, in welcher ein Schutzglas eingesetzt ist, durch welches mittels Lichtbrechung eine Normale durch die Detektorfassung, entlang welcher Licht von einer Probe in die According to a preferred embodiment of the reflector device, the cover comprises a cylindrical recess above the detector mount, in which a protective glass is inserted, through which a normal by means of light refraction through the detector socket, along which light from a sample enters the
Detektorfassung einstrahlbar ist, parallel zu dieser Normalen verschiebbar ist. Detector mount can be irradiated, is displaceable parallel to this normal.
Erfindungsgemäß umfasst eine optische Analyseeinrichtung eine According to the invention, an optical analysis device comprises a
erfindungsgemäße Reflektoreinrichtung und weiterhin eine Auswerteeinrichtung, welche zum Auswerten eines Messsignals von der Detektoreinrichtung eingerichtet ist. reflector device according to the invention and furthermore an evaluation device which is set up to evaluate a measurement signal from the detector device.
Die optische Analyseeinrichtung kann vorteilhaft als ein Spektrometer, beispielsweise als ein miniaturisiertes oder Mikrospektrometer, ausgebildet sein, wobei die Auswerteeinrichtung und die Detektoreinrichtung dazu eingerichtet sind ein Spektrum des detektierten Lichts von der Probe zu erzeugen. Das von der Auswerteeinrichtung verarbeitete Messsignal kann beispielsweise mit bekannten Datensätzen verglichen werden und die Probe identifiziert und deren Materialien bestimmt werden, beispielsweise durch chemometrische Verfahren. The optical analysis device can advantageously be designed as a spectrometer, for example as a miniaturized or microspectrometer, the evaluation device and the detector device being set up to generate a spectrum of the detected light from the sample. The measurement signal processed by the evaluation device can, for example, be compared with known data records and the sample can be identified and its materials determined, for example by means of chemometric methods.
Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Betreiben einer According to the invention, the method for operating a
Reflektoreinrichtung zum Analysieren einer Probe ein Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Reflektoreinrichtung; ein Aufsetzen der Reflektoreinrichtung auf die Probe, derart dass die Detektorfassung und der Bodenbereich mit der Lichtquellenfassung der Probe zugewandt sind und ein zu analysierender Bereich der Probe sich über der Detektorfassung oder über einem Reflector device for analyzing a sample providing a reflector device according to the invention; placing the reflector device on the sample in such a way that the detector mount and the base area with the light source mount face the specimen and a region of the sample to be analyzed is above the detector mount or above a
Einstrahlbereich der Detektorfassung befindet; ein Beleuchten der Probe durch die Lichtquelle; ein Detektieren eines von der Probe reflektierten Lichts durch die Detektoreinrichtung und ein Erzeugen eines Spektrums; und ein Auswerten des Spektrums durch eine Auswerteeinrichtung und ein Ermitteln eines in der Probe vorhandenen Materials. The radiation area of the detector socket is located; illuminating the sample with the light source; detecting a light reflected from the sample by the detector device and generating a spectrum; and evaluating the spectrum by an evaluation device and determining a material present in the sample.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Gehäuse direkt auf die Probe aufgesetzt. According to a preferred embodiment of the method, the housing is placed directly on the sample.
Das Gehäuse kann direkt auf die Probe aufgelegt werden, um so The housing can be placed directly on the sample, so as to
Bewegungsartefakte zu verringern oder sogar zu vermeiden und Umgebungslicht besser oder gänzlich vom zu bestrahlenden und analysierenden Bereich der Probe abzuschirmen zu können. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Gehäuse um eine Distanz beabstandet über der Probe angeordnet. To reduce or even avoid motion artifacts and to be able to better or completely shield ambient light from the area of the sample to be irradiated and analyzed. According to a preferred embodiment of the method, the housing is arranged at a distance above the sample.
Das Verfahren kann sich auch durch die in Verbindung mit der The procedure may also be through the in conjunction with the
Reflektoreinrichtung genannten Merkmale und deren Vorteile auszeichnen und umgekehrt. Characteristic features mentioned reflector device and their advantages and vice versa.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Further features and advantages of embodiments of the invention emerge from the following description with reference to the accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand den in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. The present invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments specified in the schematic figures of the drawing.
Es zeigen: Show it:
Fig. la - c schematische Seitenansichten der Reflektoreinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1a-c schematic side views of the reflector device according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2a - b eine schematische Draufsicht der Reflektoreinrichtung aus der Fig. 1; 2a-b show a schematic top view of the reflector device from FIG. 1;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht der Reflektoreinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 shows a schematic plan view of the reflector device according to a further exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer optischen Analyseeinrichtung mit der Reflektoreinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3; 4 shows a schematic side view of an optical analysis device with the reflector device according to the exemplary embodiment in FIG. 3;
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht der Reflektoreinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 6a - b schematische Draufsichten der Reflektoreinrichtung gemäß weiterer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung; 5 shows a schematic side view of the reflector device according to a further exemplary embodiment of the present invention; 6a-b schematic top views of the reflector device according to further exemplary embodiments of the present invention;
Fig. 7 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Betreiben einer Reflektoreinrichtung zum Analysieren einer Probe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 7 shows a block diagram of method steps of a method for operating a reflector device for analyzing a sample according to an exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Seitenwandbereich einer Reflektoreinrichtung gemäß eine weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 8 shows a plan view of a side wall area of a reflector device according to a further exemplary embodiment of the present invention; and
Fig. 9 eine Draufsicht auf einen Seitenwandbereich einer Reflektoreinrichtung gemäß eine weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 9 shows a plan view of a side wall area of a reflector device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente. In the figures, the same reference symbols denote identical or functionally identical elements.
Fig. la - c zeigen schematische Seitenansichten der Reflektoreinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1a-c show schematic side views of the reflector device according to an embodiment of the present invention.
Die Figuren la, lb und lc zeigen alle die gleiche Ausführung der The figures la, lb and lc all show the same design
Reflektoreinrichtung 1, jedoch aus unterschiedlichen perspektivischen Reflector device 1, but from different perspectives
Blickrichtungen. Directions of view.
Die Reflektoreinrichtung 1 für eine optische Analyseeinrichtung umfasst zumindest eine Lichtquelle 3; eine Detektoreinrichtung 4; und The reflector device 1 for an optical analysis device comprises at least one light source 3; a detector device 4; and
ein Gehäuse G mit zumindest einer Lichtquellenfassung 3a, in welcher die Lichtquelle 3 angeordnet ist und mit einer Detektorfassung 4a, in welcher die Detektoreinrichtung 4 angeordnet ist, wobei das Gehäuse G weiterhin einen planaren Bodenbereich BB und einen Seitenwandbereich SB umfasst, welcher für ein von der Lichtquelle 3 emittierten Lichts reflektierendes Material umfasst, wobei der Seitenwandbereich SB sich in einer Richtung, etwa senkrecht, vom Bodenbereich BB weg und in einer Lichtabstrahlrichtung F der Lichtquelle 3 erstreckt und dessen Seitenwände zumindest bereichsweise zumindest eine Ellipse um den Bodenbereich BB beschreiben, in deren ersten Brennpunkt die Lichtquellenfassung 3a und in deren zweiten Brennpunkt die Detektorfassung 4a angeordnet ist. a housing G with at least one light source holder 3a, in which the light source 3 is arranged, and with a detector holder 4a, in which the detector device 4 is arranged, the housing G further comprising a planar bottom area BB and a side wall area SB, which for one of the Light source 3 emitted light-reflecting material, wherein the side wall area SB extends in one direction, approximately perpendicular, away from the bottom area BB and in a light emission direction F of the light source 3 and whose side walls at least partially describe at least one ellipse around the bottom area BB, in the first Focus the Light source holder 3a and in whose second focal point the detector holder 4a is arranged.
Das Gehäuse G kann von einer dem planaren Bodenbereich BB und dem Seitenwandbereich SB abgewandten Unterseite als TO-Gehäuse ausgeformt sein. Die Lichtquelle 3 kann eine thermische Glühbirne oder eine LED umfassen. The housing G can be formed as a TO housing from an underside facing away from the planar bottom area BB and the side wall area SB. The light source 3 can comprise a thermal light bulb or an LED.
Auf dem planaren Bodenbereich BB und lateral um die Detektorfassung 4a herum kann bereichsweise eine kegelstumpfförmige Erhebung D ausgeformt sein, welche sich in der Lichtabstrahlrichtung F über dem planaren Bodenbereich BB und höchstens bis zu einer planaren Oberseite SB1 des Seitenwandbereichs SB erhebt. Hierbei kann die planare Oberseite SB1 des Seitenwandbereichs SB in allen Bereichen eine konstante Höhe über dem Bodenbereich BB aufweisen und als flache Auflagefläche (Stirnseite) des Gehäuses G dienen. On the planar floor area BB and laterally around the detector mount 4a, a frustoconical elevation D can be formed, which rises in the light emission direction F above the planar floor area BB and at most up to a planar top side SB1 of the side wall area SB. Here, the planar top side SB1 of the side wall area SB can have a constant height above the bottom area BB in all areas and serve as a flat support surface (front side) of the housing G.
Die kegelstumpfförmige Erhebung D kann einem Kegel entsprechen, dessen Mittelachse einer Normalen durch die Detektorfassung entsprechen kann. Jener Teil des Bodenbereichs BB, welcher direkt an die Lichtquellenfassung 3a anliegt, ist vorzugsweise planar, mit anderen Worten erstreckt sich die The frustoconical elevation D can correspond to a cone, the central axis of which can correspond to a normal through the detector socket. That part of the bottom region BB which rests directly on the light source mount 3a is preferably planar, in other words it extends
kegelstumpfförmige Erhebung D nicht bis zur Lichtquellenfassung 3a. Durch die kegelstumpfförmige Erhebung D kann Licht, welches die Lichtquellenfassung verlässt, teilweise auf die kegelstumpfförmige Erhebung D auftreffen und vertikal in Richtung der Probe angestrahlt werden, so dass weniger Licht der Lichtquelle in die Detektorfassung gelangen kann. Die kegelstumpfförmige Erhebung D kann vorteilhaft dann zum Einsatz kommen, wenn auf der planaren Oberseite SB1 ein Deckel aufliegt, also von diesem ein Teil des Lichts von der Lichtquelle zurück zum Bodenbereich gestreut werden kann. Durch eine Anwendung der kegelstumpfförmigen Erhebung D kann ein direktes Einfallen von Licht vom Deckel auf die Detektoreinrichtung verringert oder verhindert werden. frustoconical elevation D not up to the light source holder 3a. Through the frustoconical elevation D, light which leaves the light source mount can partially impinge on the frustoconical elevation D and be radiated vertically in the direction of the sample, so that less light from the light source can get into the detector mount. The frustoconical elevation D can advantageously be used when a cover rests on the planar upper side SB1, that is to say from this a part of the light from the light source can be scattered back to the floor area. By using the frustoconical elevation D, direct incidence of light from the cover onto the detector device can be reduced or prevented.
Eine vertikale Höhe SB-h des Seitenwandbereichs SB, vorteilhaft der A vertical height SB-h of the side wall area SB, advantageously the
Innenwände des Seitenwandbereichs SB, kann beispielsweise 3 mm betragen. Inner walls of the side wall area SB can for example be 3 mm.
Fig. 2a - b zeigen jeweils eine schematische Draufsicht der Reflektoreinrichtung aus der Fig. 1. In der Fig. 2a wird das Gehäuse G entgegen der Abstrahlrichtung des von der Lichtquelle und senkrecht zum Bodenbereich BB abgestrahlten Lichts gezeigt.2a-b each show a schematic top view of the reflector device from FIG. 1. In FIG. 2a, the housing G is shown opposite to the direction of emission of the light emitted by the light source and perpendicular to the floor area BB.
Die kegelstumpfförmige Erhebung D kann beispielsweise nahezu den halben planaren Bodenbereich BB abdecken. Der Seitenwandbereich SB beschreibt anliegend an den Bodenbereich BB eine Ellipse und kann am Außenbereich eine Kreisform beschreiben. The frustoconical elevation D can, for example, cover almost half the planar floor area BB. The side wall area SB describes an ellipse adjacent to the bottom area BB and can describe a circular shape on the outer area.
In der Fig. 2b wird die Ellipsengeometrie der Innenwände das In Fig. 2b, the elliptical geometry of the inner walls is the
Seitenwandbereichs SB in Draufsicht ähnlich der Fig. 2a gezeigt. Die Side wall area SB shown in plan view similar to FIG. 2a. The
Hauptachsen a (große Halbachse) und b (kleine Halbachse) der Ellipse sowie die Lichtquellenfassung 3 im ersten Brennpunkt BPI und die Detektorfassung 4 im zweiten Brennpunkt BP2 werden gezeigt, wobei die Ellipse eine Exzentrizität e aufweisen kann. Die Exzentrizität e kann je nach Anwendung bei der Herstellung gewählt werden. Da die Lichtquellenfassung 3a eine räumliche Ausdehnung aufweist, kann zumindest ein Mittelpunkt dieser oder der Lichtquelle 3 im ersten Brennpunkt BPI angeordnet sein. Hierbei kann der Zusammenhang: e2 = a2 - b2 gelten. Das gleiche kann für die Detektorfassung 4a und die Lichtquelle 4 gelten. Ein Abstand I zwischen der Lichtquellenfassung 3a und der Detektoreinrichtung 4a (etwa zwischen deren Mittelpunkten), wie in der Fig. 2b gezeigt, kann beispielsweise 10 mm betragen. Principal axes a (major semiaxis) and b (minor semiaxis) of the ellipse as well as the light source mount 3 in the first focal point BPI and the detector mount 4 in the second focus BP2 are shown, wherein the ellipse can have an eccentricity e. The eccentricity e can be selected depending on the application during manufacture. Since the light source mount 3a has a spatial extent, at least one center point of this or of the light source 3 can be arranged in the first focal point BPI. The relationship: e 2 = a 2 - b 2 can apply here. The same can apply to the detector mount 4a and the light source 4. A distance I between the light source mount 3a and the detector device 4a (approximately between their centers), as shown in FIG. 2b, can be 10 mm, for example.
Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht der Reflektoreinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 shows a schematic top view of the reflector device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
Die Draufsicht bezieht sich entsprechend den Figuren 2a und 2b von einer Probe aus. The plan view relates to a sample in accordance with FIGS. 2a and 2b.
Die Reflektoreinrichtung 1 umfasst hierbei zwei Lichtquellenfassungen 3al und 3a2, wobei auch mehrere möglich sein können, mit jeweils einer Lichtquelle. Hierbei kann eine erste Lichtquellenfassung 3al und die erste Lichtquelle in dem ersten Brennpunkt und die Detektorfassung 4a in dem zweiten Brennpunkt einer ersten Ellipse angeordnet sein. Die zweite Lichtquelle und zweite The reflector device 1 here comprises two light source sockets 3a1 and 3a2, it also being possible for several to be possible, each with one light source. Here, a first light source mount 3al and the first light source can be arranged in the first focal point and the detector mount 4a in the second focal point of a first ellipse. The second light source and second
Lichtquellenfassung 3a2 kann in einem ersten Brennpunkt einer zweiten Ellipse und die gleiche Detektoreinrichtung 4 im zweiten Brennpunkt der zweiten Ellipse angeordnet sein, also mehrere Ellipsen sich eine Detektoreinrichtung und den zweiten Brennpunkt teilen, wobei sich die Ellipsen um die Detektorfassung 4a herum teilweise überlappen können. Die beiden Lichtquellen können mit der Detektorfassung dabei ein gleichschenkliges Dreieck mit einem Öffnungswinkel an der Detektorfassung von beispielsweise 30 ° formen. Je nach Anwendung, kann der Öffnungswinkel auch bis 180 ° betragen (Fig. 6a). Light source mount 3a2 can be in a first focal point of a second ellipse and the same detector device 4 in the second focal point of the second ellipse be arranged, that is to say several ellipses share a detector device and the second focal point, wherein the ellipses can partially overlap around the detector mount 4a. With the detector mount, the two light sources can form an isosceles triangle with an opening angle at the detector mount of, for example, 30 °. Depending on the application, the opening angle can also be up to 180 ° (Fig. 6a).
In der kegelstumpfförmigen Erhebung D kann eine rotationssymmetrische Ausnehmung ELI (EL2) eingebracht sein, welche einen Rotationsellipsoid um eine Rotationsachse beschreiben kann, in dessen ersten Brennpunkt sich die Lichtquelle 3 (3-1, 3-2) befinden kann und in dessen zweiten Brennpunkt sich ein Schnittpunkt der Rotationsachse (RAI, RA2) mit einer Normalen ND durch die Detektorfassung 4a befinden kann. Für mehrere Ellipsen im Bodenbereich (Teilbereiche BB1 und BB2 werden gezeigt) kann die kegelstumpfförmige Erhebung D von jeder Lichtquellenfassung aus eine eigene A rotationally symmetrical recess ELI (EL2) can be made in the frustoconical elevation D, which can describe an ellipsoid of revolution around an axis of rotation, in whose first focal point the light source 3 (3-1, 3-2) can be and in whose second focal point an intersection of the axis of rotation (RAI, RA2) with a normal ND through the detector mount 4a can be located. For several ellipses in the floor area (partial areas BB1 and BB2 are shown), the frustoconical elevation D can have its own from each light source holder
rotationssymmetrische Ausnehmung ELI (EL2) aufweisen, wobei sich die Rotationsachsen an dem Schnittpunkt treffen können. Die beispielhaften have rotationally symmetrical recess ELI (EL2), wherein the axes of rotation can meet at the intersection. The exemplary
Dimensionen können Dl = 12 mm, D2 = 33 mm und D3 = 30 mm sein, wobei Dl eine Höhe des gleichschenkligen Dreiecks zwischen den Lichtquellen- und der Detektorfassung sein kann, D2 eine Außenbreite und D3 eine Außenlänge des Gehäuses sein kann. Dimensions can be Dl = 12 mm, D2 = 33 mm and D3 = 30 mm, where Dl can be the height of the isosceles triangle between the light source and detector mounts, D2 can be an outer width and D3 an outer length of the housing.
Zusätzlich zu den beiden Ausnehmungen der Rotationsellipsoiden können noch weitere derartige Ausnehmungen (als Rotationsellipsoiden) vorhanden sein, etwa sogenannte N-Ellipsen bilden. In addition to the two recesses of the ellipsoids of revolution, further such recesses (as ellipsoids of revolution) can be present, for example forming so-called N-ellipses.
Fig. 4 zeigt eine schematische Seitenansicht einer optischen Analyseeinrichtung mit einer Reflektoreinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3. FIG. 4 shows a schematic side view of an optical analysis device with a reflector device according to the exemplary embodiment in FIG. 3.
In der Fig. 4 wird eine Ausführungsform der Reflektoreinrichtung aus der Fig. 3 gezeigt, welche in einer optischen Analyseeinrichtung 2 umfasst sein kann. Die optischen Analyseeinrichtung 2 kann eine Auswerteeinrichtung AE umfassen, welche zum Auswerten eines Messsignals von der Detektoreinrichtung 4 eingerichtet ist. Die Steigung der Rotationsachse RA kann eine Distanz 10 bestimmen, um welche eine Probe (die Probe 20 wird aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt) von der Stirnseite, also der Oberseite des Seitenwandbereichs SB1, beabstandet werden kann. Dieser Abstand ist wichtig, da die Ellipsenwirkung das Licht der Lichtquellen in dem zweiten Brennpunkt des Rotationellipsoides EL konzentriert, zusätzlich zu den Ellipsen des Seitenwandbereichs. Die FIG. 4 shows an embodiment of the reflector device from FIG. 3, which can be included in an optical analysis device 2. The optical analysis device 2 can comprise an evaluation device AE, which is set up to evaluate a measurement signal from the detector device 4. The gradient of the axis of rotation RA can determine a distance 10 by which a sample (the sample 20 is not shown for reasons of clarity) can be spaced from the end face, that is to say the upper side of the side wall region SB1. This distance is important because the elliptical effect concentrates the light from the light sources in the second focal point of the ellipsoid of revolution EL, in addition to the ellipses of the side wall area. The
ellipsoidenförmigen Ausnehmungen können also mit einer eigenen ellipsoidal recesses can therefore have their own
Ellipsenreflexion auf deren jeweiligen zweiten Brennpunkt das Licht ihrer Lichtquelle zusätzlich auf das Sichtfeld (FOV) der gemeinsamen Elliptical reflection on their respective second focal point the light of their light source in addition to the field of view (FOV) of the common
Detektoreinrichtung auf die Probe lenken. Im ersten Brennpunkt des Direct the detector device onto the sample. In the first focal point of the
Rotationsellipsoiden (welcher durch die Ausnehmung beschrieben werden kann) kann sich dabei die Lichtquelle befinden. Eine kleine Hauptachse des The light source can be located here in ellipsoids of revolution (which can be described by the recess). A minor major axis of the
Rotationsellipsoiden kann beispielsweise 2 mm betragen oder je nach Ellipsoids of revolution can for example be 2 mm or depending on
Anwendung variieren. Danach kann ein reflektiertes Licht in die Application vary. After that, a reflected light can enter the
Detektoreinrichtung 4 eingestrahlt werden. Auch dadurch kann der Anteil von Licht auf die Probe vergrößert werden und der Anteil von nicht an der Probe reflektiertem Streulicht am Detektor verringert werden. Die Lichtquellen können unterschiedliche oder gleiche Wellenlängenbereiche abstrahlen. Die Steigungen aller Ellipsoiden sind vorteilhaft gleich, wenn die elliptischen Dimensionen gleich sind. Die Ellipsoiden können auch unterschiedliche Größen aufweisen, wobei der Schnittpunkt 9 dabei stets im zweiten Brennpunkt des jeweiligen Detector device 4 are irradiated. This can also increase the proportion of light on the sample and reduce the proportion of scattered light not reflected on the sample on the detector. The light sources can emit different or the same wavelength ranges. The slopes of all ellipsoids are advantageously the same if the elliptical dimensions are the same. The ellipsoids can also have different sizes, the point of intersection 9 always at the second focal point of the respective
Rotationsellipsoiden liegen soll. Die Rotationsellipsoiden können somit den Reflexionseffekt der Innenwände des zugehörigen Ellipsenbereichs des Ellipsoids of revolution should lie. The ellipsoids of revolution can thus have the reflection effect of the inner walls of the associated elliptical region of the
Seitenwandbereichs verstärken. Durch die Reflexionswirkung der Reinforce the side wall area. Due to the reflective effect of the
Rotationsellipsoiden kann eine zusätzliche Steigerung an Beleuchtungsintensität der Probe über dem Sichtfeld der Detektoreinrichtung um bis zu 50 % erzielt werden, im Vergleich zu einem bekannten Reflektor ohne Ellipsenformen. Auch die Oberflächen der Rotationsausnehmungen können daher reflektierend sein. Die optische Analyseeinrichtung 2 kann als ein miniaturisiertes Spektrometer ausgeformt sein. Die Distanz 10 kann beispielsweise 3.5 mm betragen Ellipsoids of revolution can achieve an additional increase in the illumination intensity of the sample over the field of view of the detector device by up to 50% compared to a known reflector without elliptical shapes. The surfaces of the rotary recesses can therefore also be reflective. The optical analysis device 2 can be designed as a miniaturized spectrometer. The distance 10 can be, for example, 3.5 mm
(Arbeitsabstand) oder variieren. Die Distanz 10 kann beispielsweise auch 2 mm oder 3 mm oder ähnlich, betragen, wobei je nach Ausrichtung der (Working distance) or vary. The distance 10 can for example also be 2 mm or 3 mm or similar, depending on the orientation of the
Rotationsachse RA eine Intensität der Beleuchtung auf der Probe mit steigender Abweichung von Schnittpunkt 9 deutlich abnehmen kann, da ein hoher Grad der Lichtkonzentration am Schnittpunkt 9, also an der Distanz 10, erzielt werden kann. Axis of rotation RA, an intensity of the illumination on the sample can decrease significantly with increasing deviation from intersection point 9, since a high degree of Light concentration at the point of intersection 9, that is to say at the distance 10, can be achieved.
Durch die Ausnehmungen mit den Rotationsellipsoiden kann des Weiteren eine höhere Stabilität des detektierten Messsignals des von der Probe The recesses with the ellipsoids of revolution can furthermore increase the stability of the detected measurement signal from the sample
zurückgestreuten (reflektierten) Lichts bezüglich kleiner Verschiebungen der Probe oder der Reflektoreinrichtung (Sensorsystems), welche etwa aus leichten Bewegungen einer händischen Messung resultieren können, erzielt werden. Der Grund hierfür liegt darin, dass ein Beleuchtungsbereich bei einer Bewegung der Reflektoreinrichtung relativ zur Probe im Sichtfeld des Detektors wandert und aus diesem herauswandern kann. Es kann sich auch die Größe des backscattered (reflected) light with respect to small displacements of the sample or the reflector device (sensor system), which can result from slight movements of a manual measurement, for example. The reason for this is that when the reflector device moves relative to the sample, an illumination area moves in the field of view of the detector and can move out of it. It can also be the size of the
Beleuchtungsbereichs auf der Probe mit dem Abstand (Distanz 10 in der Fig. 4) zur Probe verändern. Bei einem stärker fokussierten und somit kleineren Change the illumination area on the sample with the distance (distance 10 in FIG. 4) to the sample. With a more focused and therefore smaller one
Beleuchtungsbereich kann das System unempfindlicher werden, da der Bereich der Abstandsvariation bei dem der Beleuchtungsbereich aus dem Sichtfeld herauswächst oder -wandert auch größer werden kann. Soll der The system can become less sensitive to the lighting area, since the area of the distance variation in which the lighting area grows or wanders out of the field of view can also become larger. Should he
Beleuchtungsbereich vergrößert oder diffuser werden, können die The lighting area can be enlarged or more diffuse
Rotationsellipsoiden zusätzlich Facetten aufweisen. Dadurch kann eine kontinuierlich abgerundete Form des Ellipsoiden diskretisiert und durch eine Vielzahl kleiner, aneinandergrenzenden quadratischen oder rechteckigen planen Flächen angenähert werden. Ellipsoids of revolution also have facets. As a result, a continuously rounded shape of the ellipsoid can be discretized and approximated by a large number of small, adjacent square or rectangular planar surfaces.
Fig. 5 zeigt eine schematische Seitenansicht der Reflektoreinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5 shows a schematic side view of the reflector device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
Die Ausführungsform der Fig. 5 unterscheidet sich durch ein Deckglas 5 von jener aus der Fig. 3, wobei auch bei der Fig. 3 ein transparenter Deckel 5 auf die Stirnseite SB1 des Gehäuses aufgesetzt werden kann. Der Deckel 5 über der Detektorfassung 4a kann eine zylindrische Ausnehmung ZA umfassen, in welcher ein Schutzglas 12 eingesetzt sein kann, durch welches mittels The embodiment of FIG. 5 differs from that of FIG. 3 in that it has a cover glass 5, with a transparent cover 5 also being able to be placed on the end face SB1 of the housing in FIG. 3. The cover 5 over the detector mount 4a can comprise a cylindrical recess ZA, in which a protective glass 12 can be inserted, through which means
Lichtbrechung eine Normale ND durch die Detektorfassung 4a, entlang welcher Licht von einer Probe in die Detektorfassung 4a einstrahlbar sein kann, parallel zu dieser Normalen ND verschiebbar sein kann. Die Normale ND kann dabei lateral nach außen auf Position einer weiteren Normale ND‘ um einen Abstand d verschoben werden. Brechungsbedingt kann dies die Verschiebung des zweiten Brennpunkts auf der Probe und des Beleuchtungsbereichs auf der Probe bewirken und berücksichtigen. Der Abstand d kann beispielsweise 0.7 mm betragen. Die Rotationsachse RA, oder mehrere Rotationsachsen, kann hierbei auf einen Schnittpunkt mit der verschobenen Normalen ND‘ ausgerichtet werden und angenommen werden, dass die Oberfläche der Probe und die Oberseite des Schutzglases 12 im zweiten Brennpunkt des Rotationsellipsoiden EL (ELI, EL2) und auf der weiteren Normale ND‘ liegen. Der Deckel 5 kann in einem Vorsprung im Seitenwandbereich SB eingesetzt oder eingefasst sein und an der Oberseite eben mit der Oberseite SB1 abschließen. Durch eine derartige Ausführung kann das Gehäuse mit dem Deckel 5 vorteilhaft direkt auf der Probe aufgelegt werden und in mechanischem Kontakt messen, was eine Stabilität der Messung verbessern kann. Das Schutzglas 12 kann in verschiedenen Dicken ausgeführt werden, so kann dieses planar mit der Oberseite des Deckels abschließen oder in der zylindrischen Ausnehmung ZA versenkt sein. Refraction of light by a normal ND through the detector mount 4a, along which light from a sample can be radiated into the detector mount 4a, can be displaced parallel to this normal ND. The normal ND can be shifted laterally outward to the position of a further normal ND 'by a distance d. Due to the refraction, this can be the displacement of the second Effect and take into account the focal point on the sample and the illumination area on the sample. The distance d can be 0.7 mm, for example. The axis of rotation RA, or several axes of rotation, can be aligned with an intersection with the shifted normal ND 'and it can be assumed that the surface of the sample and the top of the protective glass 12 are in the second focal point of the ellipsoid of revolution EL (ELI, EL2) and on the further normal ND 'lie. The cover 5 can be inserted or framed in a projection in the side wall area SB and flush with the upper side SB1 on the upper side. With such a design, the housing with the cover 5 can advantageously be placed directly on the sample and measure in mechanical contact, which can improve the stability of the measurement. The protective glass 12 can be made in different thicknesses, so it can end in a planar manner with the top of the cover or be sunk in the cylindrical recess ZA.
Die kegelstumpfförmige Erhebung D kann eine konische Ausnehmung lateral um die Detektorfassung 4a herum umfassen, welche eine Öffnung zum planaren Bodenbereich hin aufweisen kann und Seitenwände SW-KA umfassen kann, auf welchen eine absorbierende Beschichtung 11 aufgebracht sein kann, welche beispielsweise einen schwarzen Lack umfassen kann. Die Ausnehmung kann auch zylindrisch sein oder eine andere Form aufweisen. The frustoconical elevation D can comprise a conical recess laterally around the detector mount 4a, which can have an opening towards the planar bottom area and can comprise side walls SW-KA, on which an absorbent coating 11 can be applied, which can comprise a black lacquer, for example . The recess can also be cylindrical or have a different shape.
Die Lichtquelle 3 kann an deren Oberseite eine reflektierende Beschichtung (nicht gezeigt) und/oder der Deckel 5 kann in einem Bereich über der Lichtquelle 3 bereichsweise die reflektierende Beschichtung 6 aufweisen, wodurch Licht von der Lichtquelle in die Kavität des Gehäuses zurückgestrahlt werden kann (mehr Licht zur Seite auf die Innenwände des Seitenwandbereichs und/oder den Rotationsellipsoid (dessen Ausnehmungsflächen) gestrahlt werden kann und durch die elliptische Reflexionswirkung eine größere Ausbeute an Licht auf das Sichtfeld des Detektors auf die Probe gestrahlt werden kann. Die Höhe des ersten Brennpunktes mit der Lichtquelle in einem der Rotationsellipsoiden kann beispielsweise 3.3 mm über einer Unterseite des Gehäuses betragen. The light source 3 can have a reflective coating (not shown) on its upper side and / or the cover 5 can have the reflective coating 6 in some areas in an area above the light source 3, whereby light from the light source can be reflected back into the cavity of the housing (more Light can be radiated sideways onto the inner walls of the side wall area and / or the ellipsoid of revolution (its recess surfaces) and the elliptical reflection effect enables a greater yield of light to be radiated onto the field of view of the detector on the sample. The height of the first focal point with the light source in one of the ellipsoids of revolution it can be, for example, 3.3 mm above an underside of the housing.
Fig. 6a - b zeigen jeweils eine schematische Draufsicht der Reflektoreinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der Fig. 6a wird eine Anordnung eines Seitenwandbereichs SB gezeigt, welcher den Bodenbereich in Draufsicht (aus der Richtung der Lichtreflexion von der Probe) als Überlapp von zwei Ellipsen zeigt. Eine erste Lichtquelle 3-1 kann in einer ersten Lichtquellenfassung 3al und eine zweite Lichtquelle 3-2 kann in einer zweiten Lichtquellenfassung 3a2 angeordnet sein. Die Reflektoreinrichtung 1 kann hierbei nur eine Detektoreinrichtung 4 in einer Detektorfassung 4a aufweisen, wobei die beiden Lichtquellenfassungen und die Detektorfassung sich entlang einer Geraden g angeordnet befinden können. Die erste Ellipse um die erste Lichtquellenfassung 3al kann mit der Detektorfassung einen ersten Bodenbereich BB1 bilden, die erste Lichtquellenfassung 3al sich in einem ersten Brennpunkt der ersten Ellipse befinden und die Detektorfassung 4a sich in einem zweiten Brennpunkt der ersten Ellipse befinden. FIGS. 6a-b each show a schematic top view of the reflector device according to a further exemplary embodiment of the present invention. FIG. 6a shows an arrangement of a side wall area SB which shows the bottom area in plan view (from the direction of the light reflection from the sample) as an overlap of two ellipses. A first light source 3-1 can be arranged in a first light source holder 3al and a second light source 3-2 can be arranged in a second light source holder 3a2. The reflector device 1 can have only one detector device 4 in a detector mount 4a, with the two light source mounts and the detector mount being able to be arranged along a straight line g. The first ellipse around the first light source mount 3al can form a first floor area BB1 with the detector mount, the first light source mount 3al is located in a first focal point of the first ellipse and the detector mount 4a is located in a second focal point of the first ellipse.
Die zweite Ellipse um die zweite Lichtquellenfassung 3a2 kann mit der The second ellipse around the second light source holder 3a2 can with the
Detektorfassung 4a einen zweiten Bodenbereich BB2 bilden, die zweite Detector mount 4a form a second floor area BB2, the second
Lichtquellenfassung 3a2 sich in einem ersten Brennpunkt der zweiten Ellipse befinden und die Detektorfassung 4a sich in einem zweiten Brennpunkt der zweiten Ellipse befinden. Light source mount 3a2 are located in a first focal point of the second ellipse and the detector mount 4a are located in a second focus of the second ellipse.
Die Anordnung der Ellipsen in der Reflektoreinrichtung 1 der Fig. 6b The arrangement of the ellipses in the reflector device 1 of FIG. 6b
unterschiedet sich dadurch von jener der Fig. 6a, dass die beiden differs from that of FIG. 6a in that the two
Lichtquellenfassungen 3al und 3a2 zur Detektorfassung 4a hin auf zwei verschiedenen Geraden gl und g2 liegen können, welche bei gleicher Light source mounts 3al and 3a2 to the detector mount 4a can lie on two different straight lines gl and g2, which with the same
Ellipsengröße ein gleichschenkliges Dreieck bilden können. Hierbei kann es möglich sein, dass die beiden Ellipsen in der Fig. 6a und der Fig. 6b jeweils gleiche Dimensionen oder unterschiedliche Dimensionen aufweisen können. Ellipse size can form an isosceles triangle. It can be possible here for the two ellipses in FIGS. 6a and 6b to each have the same dimensions or different dimensions.
Die Reflektoreinrichtung 1 kann auf diese Weise (nach der Fig. 6b) auch um weitere Ellipsen erweitert sein. The reflector device 1 can in this way (according to FIG. 6b) also be expanded to include further ellipses.
In allen genannten Ausführungsformen kann an der Lichtquelle, an der In all of the above-mentioned embodiments, the light source, the
Detektoreinrichtung, oder an einem Deckel, eine Filtereinrichtung angeordnet oder integriert werden, beispielsweise ein Kurzpass-, ein Langpass- oder ein Bandpassfilter. Dieser kann beispielsweise eine Beschichtung auf dem Deckel umfassen, etwa direkt in einem Sichtfeld der Detektoreinrichtung, also der Detektionsapertur (nicht gezeigt). Detector device, or a filter device can be arranged or integrated on a cover, for example a short-pass, long-pass or band-pass filter. This can, for example, be a coating on the lid include, for example directly in a field of view of the detector device, that is to say the detection aperture (not shown).
Fig. 7 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Betreiben einer Reflektoreinrichtung zum Analysieren einer Probe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 7 shows a block diagram of method steps of a method for operating a reflector device for analyzing a sample according to an exemplary embodiment of the present invention.
Bei dem Verfahren zum Betreiben einer Reflektoreinrichtung zum Analysieren einer Probe erfolgt ein Bereitstellen S1 einer erfindungsgemäßen In the method for operating a reflector device for analyzing a sample, an inventive device is provided S1
Reflektoreinrichtung; ein Aufsetzen S2 der Reflektoreinrichtung auf die Probe, derart dass die Detektorfassung und der Bodenbereich mit der Reflector device; a placement S2 of the reflector device on the sample, such that the detector mount and the bottom area with the
Lichtquellenfassung der Probe zugewandt sind und ein zu analysierender Bereich der Probe sich über der Detektorfassung oder über einem Light source holder facing the sample and an area to be analyzed of the sample is above the detector holder or above a
Einstrahlbereich der Detektorfassung befindet; ein Beleuchten S3 der Probe durch die Lichtquelle; ein Detektieren S4 eines von der Probe reflektierten Lichts durch die Detektoreinrichtung und Erzeugen S5 eines Spektrums; und ein Auswerten S6 des Spektrums durch eine Auswerteeinrichtung und Ermitteln S7 eines in der Probe vorhandenen Materials. The radiation area of the detector socket is located; illuminating S3 the sample by the light source; detecting S4 a light reflected from the sample by the detector device and generating S5 a spectrum; and an evaluation S6 of the spectrum by an evaluation device and determination S7 of a material present in the sample.
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf einen Seitenwandbereich einer 8 shows a plan view of a side wall area of a
Reflektoreinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Reflector device according to a further embodiment of the present invention.
Der Seitenwandbereich aus der Fig. 8 zeigt eine Form sogenannter N- Ellipsen, wobei mehr als zwei Brennpunkte vorhanden sein können, nach The side wall area from FIG. 8 shows a shape of so-called N-ellipses, it being possible for more than two focal points to be present
Figure imgf000020_0001
wobei Ui und v, die Brennpunkte und x und y die Koordinaten in der Ebene beschreiben. Eine solche Kurve für drei Brennpunkte ist in der Fig. 8 dargestellt, wobei eine solche Form mit n Brennpunkten genutzt werden kann, bei denen n-1 Punkte den Positionen von Lichtquellen entsprechen und ein Punkt der Position der Detektorfassung. Die Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer 3- Ellipse mit 2
Figure imgf000020_0001
where Ui and v describe the focal points and x and y describe the coordinates in the plane. Such a curve for three focal points is shown in FIG. 8, wherein such a shape with n focal points can be used, in which n-1 points correspond to the positions of light sources and one point corresponds to the position of the detector mount. 8 shows an example of a 3-ellipse with 2
Lichtquellen 3-1, 3-2 bei beispielsweise -6 mm, 3.5 mm und -6 mm, -3.5 mm und einer Detektoreinrichtung 4 bei beispielsweise 6 mm, 3.5 mm. Die Positionen der Lichtquelle und der Detektionsapertur entsprechen denen der Fig. 3. Light sources 3-1, 3-2 at for example -6 mm, 3.5 mm and -6 mm, -3.5 mm and a detector device 4 at, for example, 6 mm, 3.5 mm. The positions of the light source and the detection aperture correspond to those of FIG. 3.
Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf einen Seitenwandbereich einer 9 shows a plan view of a side wall area of a
Reflektoreinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Reflector device according to a further embodiment of the
vorliegenden Erfindung. present invention.
In der Fig. 9 wird eine Ellipse mit vier Brennpunkten gezeigt, wobei die In Fig. 9, an ellipse is shown with four focal points, the
Detektoreinrichtung 4 im Zentrum angeordnet sein kann und vier Lichtquellen 3- 1, 3-2, 3-3. Und 3-4 außen herum angeordnet sein können. Detector device 4 can be arranged in the center and four light sources 3-1, 3-2, 3-3. And 3-4 can be arranged around the outside.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Although the present invention is based on the preferred
Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Embodiment has been fully described above, it is not limited to it, but can be modified in many ways.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Reflektoreinrichtung (1) für eine optische Analyseeinrichtung umfassend: 1. Reflector device (1) for an optical analysis device comprising:
zumindest eine Lichtquelle (3); at least one light source (3);
eine Detektoreinrichtung (4); und a detector device (4); and
ein Gehäuse (G) mit zumindest einer Lichtquellenfassung (3a), in welcher die Lichtquelle (3) angeordnet ist und mit einer Detektorfassung (4a), in welcher die Detektoreinrichtung (4) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (G) weiterhin einen planaren Bodenbereich (BB) und einen Seitenwandbereich (SB) umfasst, welcher für ein von der Lichtquelle (3) emittierten Lichts (3b) reflektierendes Material umfasst, wobei der Seitenwandbereich (SB) sich in einer Richtung vom Bodenbereich (BB) weg und in einer Lichtabstrahlrichtung (F) der Lichtquelle (3) erstreckt und dessen Seitenwände zumindest bereichsweise zumindest eine Ellipse um den Bodenbereich (BB) beschreiben, in deren ersten Brennpunkt (BPI) die Lichtquellenfassung (3a) und in deren zweiten Brennpunkt (BP2) die Detektorfassung (4a) angeordnet ist. a housing (G) with at least one light source holder (3a) in which the light source (3) is arranged and with a detector holder (4a) in which the detector device (4) is arranged, the housing (G) also having a planar bottom area (BB) and a side wall area (SB) which comprises material reflecting for a light (3b) emitted by the light source (3), the side wall area (SB) extending in a direction away from the base area (BB) and in a light emission direction ( F) the light source (3) and whose side walls at least partially describe at least one ellipse around the bottom area (BB), in whose first focal point (BPI) the light source holder (3a) and in whose second focal point (BP2) the detector holder (4a) is arranged is.
2. Reflektoreinrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher der Seitenwandbereich (SB) sich in einer Richtung senkrecht vom Bodenbereich (BB) weg und in einer 2. reflector device (1) according to claim 1, wherein the side wall region (SB) in a direction perpendicular to the bottom region (BB) away and in a
Lichtabstrahlrichtung (F) der Lichtquelle (3) erstreckt. Light emission direction (F) of the light source (3) extends.
3. Reflektoreinrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher der Seitenwandbereich (SB) sich in einer Richtung abweichend von einer senkrechten Richtung auf den 3. reflector device (1) according to claim 1, wherein the side wall region (SB) extends in a direction deviating from a perpendicular direction to the
Bodenbereich (BB) weg von diesem und in einer Lichtabstrahlrichtung (F) der Lichtquelle (3) erstreckt, wobei die zumindest bereichsweise Ellipsenform der Seitenwände mit einem Abstand über dem Bodenbereich (BB) variiert. Floor area (BB) extending away from this and in a light emission direction (F) of the light source (3), the at least regionally elliptical shape of the side walls varying with a distance above the floor area (BB).
4. Reflektoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher der 4. reflector device (1) according to any one of claims 1 to 3, wherein the
Seitenwandbereich (SB) an einer dem Bodenbereich (BB) abgewandten Seite eine planare Oberseite (SB1) aufweist, auf welcher ein transparenter Deckel (5) angeordnet ist, der den Bodenbereich (BB) überspannt, und wobei die planare Oberseite (SB1) parallel zu einer Ebene des planaren Bodenbereichs (BB) ist. Side wall area (SB) has a planar top side (SB1) on a side facing away from the bottom area (BB), on which a transparent cover (5) is arranged which spans the bottom area (BB), and wherein the planar top side (SB1) is parallel to a plane of the planar floor area (BB).
5. Reflektoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher das Gehäuse (G) von einer dem planaren Bodenbereich (BB) und dem Seitenwandbereich (SB) abgewandten Unterseite als TO-Gehäuse ausgeformt ist. 5. reflector device (1) according to one of claims 1 to 4, in which the housing (G) from one of the planar bottom area (BB) and the side wall area (SB) remote bottom is formed as a TO housing.
6. Reflektoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher die 6. reflector device (1) according to any one of claims 1 to 5, wherein the
Lichtquelle (3) eine thermische Glühbirne oder eine LED umfasst. Light source (3) comprises a thermal light bulb or an LED.
7. Reflektoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher 7. reflector device (1) according to any one of claims 1 to 6, in which
bereichsweise auf dem planaren Bodenbereich (BB) und lateral um die in areas on the planar floor area (BB) and laterally around the
Detektorfassung (4a) herum eine kegelstumpfförmige Erhebung (D) ausgeformt ist, welche sich in der Lichtabstrahlrichtung (F) über dem planaren Bodenbereich (BB) und höchstens bis zu einer planaren Oberseite (SB1) des Seitenwandbereichs (SB) erhebt. Detector mount (4a) is formed around a frustoconical elevation (D) which rises in the light emission direction (F) above the planar bottom area (BB) and at most up to a planar top side (SB1) of the side wall area (SB).
8. Reflektoreinrichtung (1) nach Anspruch 7, bei welchem in der kegelstumpfförmigen Erhebung (D) eine rotationssymmetrische Ausnehmung (EL) eingebracht ist, welche einen Rotationsellipsoid um eine Rotationsachse (RA) beschreibt, in dessen ersten Brennpunkt sich die Lichquelle (3) befindet und in dessen zweiten Brennpunkt sich ein Schnittpunkt (9) der Rotationsachse (RA) mit einer Normalen (ND) durch die Detektorfassung (4a) befindet. 8. reflector device (1) according to claim 7, in which in the frustoconical elevation (D) a rotationally symmetrical recess (EL) is introduced, which describes an ellipsoid of rotation about an axis of rotation (RA), in whose first focal point the light source (3) is located and at the second focal point there is an intersection (9) of the axis of rotation (RA) with a normal (ND) through the detector socket (4a).
9. Reflektoreinrichtung (1) nach Anspruch 8, bei welcher der Schnittpunkt (9) sich an einer Schnitthöhe (10) über einer planaren Oberseite (SB1) des Seitenwandbereichs (SB) befindet. 9. reflector device (1) according to claim 8, wherein the point of intersection (9) is located at a cutting height (10) above a planar upper side (SB1) of the side wall region (SB).
10. Reflektoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welcher die 10. reflector device (1) according to one of claims 7 to 9, wherein the
kegelstumpfförmige Erhebung (D) eine konische Ausnehmung lateral um die Detektorfassung (4a) herum umfasst, welche eine Öffnung zum planaren frustoconical elevation (D) comprises a conical recess laterally around the detector socket (4a), which has an opening to the planar
Bodenbereich (BB) hin aufweist und Seitenwände (SW-KA) umfasst, auf welchen eine absorbierende Beschichtung (11) aufgebracht ist. Has the bottom area (BB) and comprises side walls (SW-KA) on which an absorbent coating (11) is applied.
11. Reflektoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, soweit rückbezogen auf Anspruch 4, bei welcher die Lichtquelle (3) an deren Oberseite eine reflektierende Beschichtung (6) und/oder der Deckel (5) in einem Bereich über der Lichtquelle (3) bereichsweise die reflektierende Beschichtung (6) aufweist. 11. Reflector device (1) according to one of claims 5 to 10, as far as dependent on claim 4, in which the light source (3) has a reflective coating (6) on its upper side and / or the cover (5) in an area above the light source (3) has the reflective coating (6) in some areas.
12. Reflektoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, welche zwei oder mehrere Lichtquellenfassungen (3al; 3a2; 3an) mit jeweils einer Lichtquelle (3-1; 3-2; ...; 3-n) umfasst, wobei jeweils eine der Lichtquellenfassungen (3al; 3a2; ...; 3an) und die Detektorfassung (4a) in dem ersten und zweiten Brennpunkt einer jeweiligen Ellipse angeordnet sind, wobei sich die Ellipsen um die Detektorfassung (4a) herum teilweise überlappen. 12. reflector device (1) according to one of claims 1 to 11, which comprises two or more light source sockets (3al; 3a2; 3an) each with a light source (3-1; 3-2; ...; 3-n), wherein each one of the light source mounts (3al; 3a2; ...; 3an) and the detector mount (4a) are arranged in the first and second focal points of a respective ellipse, the ellipses partially overlapping around the detector mount (4a).
13. Reflektoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 12, soweit rückbezogen auf Anspruch 4, bei welcher der Deckel (5) über der Detektorfassung (4a) eine zylindrische Ausnehmung (ZA) umfasst, in welcher ein Schutzglas (12) eingesetzt ist, durch welches mittels Lichtbrechung eine Normale (ND) durch die Detektorfassung (4a), entlang welcher Licht von einer Probe in die Detektorfassung (4a) einstrahlbar ist, parallel zu dieser Normalen (ND) verschiebbar ist. 13. Reflector device (1) according to one of claims 5 to 12, as far as dependent on claim 4, in which the cover (5) over the detector socket (4a) comprises a cylindrical recess (ZA) in which a protective glass (12) is inserted , through which a normal (ND) through the detector mount (4a), along which light from a sample can be radiated into the detector mount (4a), can be displaced parallel to this normal (ND) by means of light refraction.
14. Optische Analyseeinrichtung (2) umfassend eine Reflektoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, und weiterhin umfassend eine Auswerteeinrichtung (AE), welche zum Auswerten eines Messsignals von der Detektoreinrichtung (4) eingerichtet ist. 14. Optical analysis device (2) comprising a reflector device (1) according to one of claims 1 to 13, and further comprising an evaluation device (AE) which is set up to evaluate a measurement signal from the detector device (4).
15. Verfahren zum Betreiben einer Reflektoreinrichtung (1) zum Analysieren einer Probe (20) umfassend die Schritte: 15. A method for operating a reflector device (1) for analyzing a sample (20) comprising the steps:
Bereitstellen (Sl) einer Reflektoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13; Providing (Sl) a reflector device (1) according to one of claims 1 to 13;
Aufsetzen (S2) der Reflektoreinrichtung (1) auf die Probe (20), derart dass die Detektorfassung (4a) und der Bodenbereich (BB) mit der Lichtquellenfassung (3a) der Probe (20) zugewandt sind und ein zu analysierender Bereich (FOV) der Probe (20) sich über der Detektorfassung (4a) oder über einem Einstrahlbereich (4b) der Detektorfassung (4a) befindet; Placing (S2) the reflector device (1) on the sample (20) in such a way that the detector mount (4a) and the floor area (BB) with the light source mount (3a) face the specimen (20) and an area to be analyzed (FOV) the sample (20) is located above the detector socket (4a) or above an irradiation area (4b) of the detector socket (4a);
Beleuchten (S3) der Probe (20) durch die Lichtquelle (3); Illuminating (S3) the sample (20) by the light source (3);
Detektieren (S4) eines von der Probe (20) reflektierten Lichts (LR) durch die Detektoreinrichtung (4) und Erzeugen (S5) eines Spektrums; und Detecting (S4) a light (LR) reflected from the sample (20) by the detector device (4) and generating (S5) a spectrum; and
Auswerten (S6) des Spektrums durch eine Auswerteeinrichtung und Ermitteln (S7) eines in der Probe (20) vorhandenen Materials. Evaluation (S6) of the spectrum by an evaluation device and determination (S7) of a material present in the sample (20).
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem das Gehäuse (G) direkt auf die Probe (20) aufgesetzt wird. 16. The method according to claim 15, wherein the housing (G) is placed directly on the sample (20).
17. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem das Gehäuse (G) um eine Distanz (10) beabstandet über der Probe (20) angeordnet wird. 17. The method according to claim 15, wherein the housing (G) is arranged at a distance (10) above the sample (20).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991005240A1 (en) * 1989-09-29 1991-04-18 Atomic Energy Of Canada Limited Infrared-based gas detector
EP1508795A1 (en) 2003-08-20 2005-02-23 Abb Research Ltd. Absorption spectrometer with low detection threshold
EP2573546A1 (en) * 2010-05-21 2013-03-27 National Institute of Advanced Industrial Science And Technology Gas sensor
WO2018222884A1 (en) * 2017-05-31 2018-12-06 Abb Schweiz Ag Light emitting diode sensor device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4578584A (en) * 1984-01-23 1986-03-25 International Business Machines Corporation Thermal wave microscopy using areal infrared detection
GB2395259A (en) * 2002-11-07 2004-05-19 E2V Tech Uk Ltd Gas sensor with predetermined optical paths between its different detectors
EP2335579B1 (en) * 2004-05-06 2017-09-20 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Component concentration measuring device and method of controlling component concentration measuring device
DE102005055860B3 (en) * 2005-11-23 2007-05-10 Tyco Electronics Raychem Gmbh Gas sensor arrangement with light channel in the form of a conical section rotational body
KR101581341B1 (en) * 2014-02-03 2015-12-31 한국교통대학교산학협력단 Optical wave guide having multiple independent optical path and Optical Gas Sensor using that

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991005240A1 (en) * 1989-09-29 1991-04-18 Atomic Energy Of Canada Limited Infrared-based gas detector
EP1508795A1 (en) 2003-08-20 2005-02-23 Abb Research Ltd. Absorption spectrometer with low detection threshold
EP2573546A1 (en) * 2010-05-21 2013-03-27 National Institute of Advanced Industrial Science And Technology Gas sensor
WO2018222884A1 (en) * 2017-05-31 2018-12-06 Abb Schweiz Ag Light emitting diode sensor device

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