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Número de publicaciónDE19826801 A1
Tipo de publicaciónSolicitud
Número de solicitudDE1998126801
Fecha de publicación23 Dic 1999
Fecha de presentación16 Jun 1998
Fecha de prioridad16 Jun 1998
Número de publicación1998126801, 98126801, DE 19826801 A1, DE 19826801A1, DE-A1-19826801, DE19826801 A1, DE19826801A1, DE1998126801, DE98126801
InventoresThomas Morgenstern, Steffen Goerlich
SolicitanteJeti Tech Instr Gmbh
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Enlaces externos: DPMA, Espacenet
Device and method for minimizing scattered light in grid spectrometers
DE 19826801 A1
Resumen
The arrangement includes a light source that successively emits individual wavelength ranges over the whole measurement range. The consecutive arrangement of the individual spectra provides a continuous coverage of the wavelength range to be measured. The receiver is synchronized to and records the spectra in the individual wavelength ranges. The whole spectrum is provided by superposition of the sequentially recorded individual spectra.
Reclamaciones(11)  traducido del alemán
1. Anordnung und Verfahren zur Minimierung des Streulichts in spektral messenden Apparaturen mit Lichtquelle, Eingangsspalt, optischem Gitter und Empfänger, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtquelle zeitlich aufeinanderfolgend in einzelnen Wellenlängenbereichen des gesamten Meßbereiches emittiert, wobei die Aneinanderreihung der Einzelspektren eine lückenlose Abdeckung des zu messenden Wellenlängenbereichs ergibt, der Empfänger synchronisiert dazu die Spektren in den jeweiligen Wellenlängenbereichen aufnimmt und das Gesamtspektrum durch Superposition der sequentiell aufgenommenen Einzelspektren erfolgt und dadurch das registrierte Streulicht minimiert wird. 1. An arrangement and method for minimizing the scattered light in spectral measuring apparatus with a light source, input slit, an optical grating and the receiver, characterized in that the light source successively in time emitted into individual wavelength regions of the entire measuring range, wherein the juxtaposition of the individual spectra of a complete coverage of the measured wavelength range results, the receiver synchronizes to the spectra in the respective wavelength regions and accommodates the entire spectrum is carried out by superposition of sequentially recorded individual spectra and thereby the registered light scatter is minimized.
2. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle durch Einzellichtquellen unterschiedlicher spektraler Abstrahlcharakteristik gebildet wird. 2. The arrangement and method according to claim 1, characterized in that the light source is formed by individual light sources with different spectral emission characteristics.
3. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine breitbandige Lichtquelle mit sequentielle Filterung einzelner Wellenlängenbereiche verwendet wird. 3. The arrangement and method according to claim 1, characterized in that a broadband light source with sequential filtering of individual wavelength regions is used.
4. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Einzellichtquellen an die Empfängerempfindlichkeit der Spektrometerzeile und die Beugungseffizienz des dispersiven Elementes für die verschiedenen Wellenlängen durch die Einstellung der Einzelintensitäten erfolgt. 4. The arrangement and method according to claim 2 or 3, characterized in that the adaptation of the individual light sources is carried to the receiver sensitivity of the spectrometer line and the diffraction efficiency of the dispersive element for the various wave lengths through adjustment of the individual intensities.
5. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Anpassung der Einzellichtquellen an die Empfängerempfindlichkeit der Spektrometerzeile und die Beugungseffizienz des dispersiven Elementes für die verschiedenen Wellenlängen durch unterschiedliche Integrationszeiten für die verschiedenen Strahler erfolgt. 5. The arrangement and method according to claim 2 or 3, characterized in that adaptation of the individual light sources is carried to the receiver sensitivity of the spectrometer line and the diffraction efficiency of the dispersive element for the different wavelengths by different integration times for the different emitters.
6. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierung zwischen zeitlicher Steuerung der Lichtquelle und Empfängerteil sowie die Auswertung der Spektren durch einen Mikrocontroller erfolgt. 6. The arrangement and method according to claim 4 or 5, characterized in that the synchronization between the time control of the light source and the receiver part and the evaluation of the spectra is carried out by a microcontroller.
7. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich zur Messung der Farben nichtselbstleuchtender Objekte die Einzellichtquellen vollständig oder zumindest teilweise innerhalb einer Ulbrichtkugel befinden. 7. Apparatus and method according to claim 6, characterized in that non-self-luminous colors to measure the objects the individual light sources are completely or at least partially within an integrating sphere.
8. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle durch LED in konventionellen Gehäusen, durch LED-Chips oder durch LED in SMD-Bauform auf einem Träger gebildet werden. 8. Apparatus and method according to claim 7, characterized in that the light source by LED in conventional housings with LED chips or LED in SMD style are formed on a support.
9. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger gleichzeitig als Schatter zur Verhinderung direkter Einstrahlung auf die Probenoberfläche ausgeführt ist. 9. The arrangement and method according to claim 8, characterized in that the carrier is simultaneously designed as Schatter for preventing direct irradiation onto the sample surface.
10. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle in Verbindung mit faseroptischen Elementen zur Farbmessung mittels 0°/45°-Meßgeometrie, zur spektralen Transmission- und Absorptionsmessung sowie zur Aufnahme von ATR-Spektren verwendet wird. 10. The arrangement and method according to claim 6, characterized in that the light source in conjunction with fiber optic elements for color measurement using 0 ° / 45 ° measurement geometry, for about transmission and absorption spectral measurement as well as for receiving ATR spectra is used.
11. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenführung der einzelnen abgestrahlten Wellenlängenbereiche der Lichtquelle durch ein Faserbündel mit der Anzahl der Einzellichtquellen entsprechenden Anzahl von Eingangssträngen oder durch dichroitische Spiegel erfolgt. 11. The arrangement and method according to claim 10, characterized in that the combination of the individual emitted wavelength ranges of the light source through a fiber bundle with the number of individual light sources corresponding number of input strings or by dichroic mirrors are.
Descripción  traducido del alemán

Die Erfindung betrifft eine Lichtquelle zur Ausrüstung von Spektrometern für die Messung von Spektren in Reflexion und Transmission. The invention relates to a light source for equipment of spectrometers for measuring spectra in reflection and transmission.

Stand der Technik State of the art

Die Messung des spektralen Reflexions- und Transmissionsverhaltens von Proben kann bei einzelnen Wellenlängen oder im gesamten interessierenden Spektralbereich erfolgen. The measurement of the spectral reflection and transmission behavior of samples can take place at individual wavelengths or in the whole spectral range of interest. Im letzteren Fall werden vorzugsweise Spektrometer eingesetzt, die neben einer Lichtquelle eine Probenhalterungsvorrichtung, ein dispersives Element, einen Empfänger und die entsprechende Ansteuer- und Auswerteelektronik enthalten. In the latter case spectrometer are preferably used which contain in addition to a light source, a sample holder device, a dispersive element, a receiver and the respective control and evaluation electronics. Das wellenlängenaufgelöste Intensitätssignal wird entweder sequentiell mit einem Einzelempfänger durch Drehen des dispersiven Elementes oder bei ruhendem dispersiven Element mit einem Zeilenempfänger gewonnen. The wavelength-resolved intensity signal is obtained either sequentially with a single receiver by turning the dispersive element or at rest dispersive element with a line receiver. Dabei gilt bis zu bestimmten Konzentrationsgrenzen der Proben das Lambert-Beersche Gesetz. The following applies to certain concentration limits of the samples, the Beer-Lambert law. Der praktische Aufbau des Spektrometers führt jedoch auch unterhalb der Grenzen zu Abweichungen von diesem Gesetz. However, the practical design of the spectrometer performs well below the limits on deviations from this law. Der Hauptgrund dafür liegt im Strahlungsanteil der nicht wellenlängenrichtig auf den Empfänger trifft. The main reason for this is the proportion of radiation of wavelength not properly incident on the receiver. Durch dieses Streulicht wird der Meßbereich der optischen Dichte begrenzt, für den das Spektrometer einsetzbar ist. By this scattered light, the measurement range of the optical density is limited, for which the spectrometer is used.

Beispielsweise beschränkt 1% Streulicht den Meßbereich auf ca. 2 Extinktionseinheiten (E=log(I/I 0 ), siehe z. BW Schmidt: Optische Spektroskopie, VCH Verlagsgesellschaft Weinheim, 1994, S. 141). For example, limited 1% stray light on the range about 2 absorbance units (e = log (I / I 0), see for BW Schmidt. Optical Spectroscopy, VCH Verlagsgesellschaft Weinheim, 1994, p 141).

Das Streulicht wird durch Anteile des Beleuchtungslichtes gebildet, die nicht auf das dispersive Element gebeugt werden bzw. durch Gitterfehler (Oberflächendefekte, Teilungsfehler) nicht die ideale Ortsfunktion besitzen. The scattered light is formed by portions of the illumination light that are not bent on the dispersive element or by lattice defects (surface defects, pitch error) does not possess the ideal place function. Dadurch entstehen Strahlungsanteile, die das Element nicht treffen oder durch Fehler im Element selbst nicht auf das entsprechende Empfängerpixel abgebildet werden. This produces radiation components that do not meet the item or are not represented by error within the element to the appropriate recipient pixels. Deshalb werden in Spektrometern vorzugsweise holographisch hergestellte Gitter verwendet, bei denen der erzeugte Streulichtanteil gering ist. Therefore, in spectrometers preferably holographically produced gratings are used, in which the proportion of scattered light produced is low. Bei replizierten Gittern ist durch Fehler bei der Replikation mit einem erhöhten Streulichtanteil gegenüber dem Original zu rechnen. For replicated gratings can be expected by replication errors with an increased proportion of scattered light from the original.

Einen großen Anteil an der Streulichterzeugung hat neben nicht genutzten Ordnungen vor allem die ungebeugte nullte Ordnung in einem Gitterspektrometer, die sich im Inneren des Spektrometers ausbreiten kann. A large portion of the scattered light generation in addition unused orders especially the non-diffracted zeroth order in a grating spectrometer, which may spread inside the spectrometer. Um dies zu vermeiden, werden sogenannte Strahlfallen vorgesehen, die zu einer möglichst vollständigen Absorption der Energie führen sollen. To avoid this, so-called beam traps are provided, which should lead to the fullest possible absorption of energy.

Aus den Patentschriften DE 44 34 168 und DE 195 14 199 ist bekannt, daß die Lichtquelle zur Erzeugung eines annähernd energiegleichen Spektrums zu Zwecken der Farbmessung aus Einzelstrahlquellen, die den sichtbaren Bereich lückenlos abdecken und bei jeder Messung sequentiell in Betrieb genommen werden, gebildet werden kann. From the patents DE 44 34 168 and DE 195 14 199 it is known that the light source can be for the purpose of color measurement of individual radiation sources which cover the visible range without gaps and are sequentially taken into operation during each measurement, formed for generating an approximately equi-energy spectrum , Als Strahlungsempfänger dienen in den angeführten Beispielen jeweils ein bzw. mehrere, spektral unterschiedlich empfindliche Sensoren. As the radiation receiver serve in the examples given each one or more spectrally differently sensitive sensors. Die Anordnungen beziehen sich nicht auf Meßeinrichtungen, in denen das Licht spektral zerlegt wird. The arrangements do not apply to measuring devices, in which the light is spectrally dispersed. In der Schrift WO 97/35178 wird eine Lichtquelle für einen spektral messenden Aufbau angegeben. The document WO 97/35178 a light source for spectrally measured structure is specified. Dazu wird eine Vakuum- oder gasgefüllte Glühlampe mit einer blauen LED kombiniert, um die geringe Leistung einer reinen Lampenbeleuchtung im blauen Spektralbereich sowie die geringe Empfindlichkeit eines Silizium-Empfängerarrays in diesem Bereich zu kompensieren. For this purpose, a vacuum or gas-filled filament lamp with a blue LED is combined in order to compensate for the low performance of a pure lamp illumination in the blue spectral range, and the low sensitivity of a silicon-receiver array in this area. Beide Einzellichtquellen werden gleichzeitig betrieben. Both individual light sources are operated simultaneously. Nachteilig macht sich die relativ geringe Lebensdauer der Lampe bemerkbar. Disadvantageous makes the lamp, the relatively short lifetime noticeable.

In der Schrift US 5477322 wird vorgeschlagen, eine Vielzahl von LED, die in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen emittieren, als Lichtquelle für einen Monochromator zu verwenden, der seinerseits eine Probe beleuchtet. In the document US 5477322 it is proposed to use a plurality of LEDs that emit in different wavelength ranges as a light source for a monochromator, which in turn illuminates a sample. Nachteilig ist bei diesem Aufbau, daß eine Miniaturisierung der Anordnung aufgrund des verwendeten bewegten Gitters nur schwer möglich ist. The disadvantage of this structure that miniaturization of the device is very difficult due to the moving grating used. Weiterhin führt die Gitterbewegung zu Stabilität- und Genauigkeitsproblemen, die nur durch eine aufwendige mechanische Konstruktion und eine genaue Winkelerfassung gelöst werden können. Furthermore, the lattice motion leads to Stability and accuracy problems that can be solved only by a complex mechanical construction and a precise angle detection.

Weitere Anordnungen mit mehreren LED als Breitband-Lichtquelle sind aus den Schriften US 5475221, US 5257086 und US 5073029 bekannt. Other arrangements with multiple LED as broadband light source are known from the writings US 5475221, US 5257086 and US 5,073,029.

Darlegung des Wesens der Erfindung Explanation of the nature of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Streulicht in einem Spektrometer bereits durch eine geeignete Ausführung der Lichtquelle zu reduzieren. The invention is based on the objective to reduce the stray light in a spectrometer already by a suitable design of the light source.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Spektralmeßanordnung mit einer Lichtquelle, einem Eintrittsspalt, einem feststehenden dispersiven Element und einem Zeilenempfänger sowie einer entsprechenden Ansteuer- und Auswertelektronik dadurch gelöst, daß die Lichtquelle sequentiell aufeinanderfolgend schmalbandige Wellenlängenbereiche, die aneinandergereiht den gesamten interessierenden Wellenlängenbereich ergeben, emittiert und die Ansteuer- und Auswerteelektronik dazu synchronisiert den jeweiligen Wellenlängenbereich des Spektrometers einschließlich entsprechender Grenzbereiche ausliest. According to the invention, the object is achieved with a spectrum measuring with a light source, an entrance slit, a fixed dispersive element and a line receiver and corresponding control and evaluation system, that the light source sequentially successively narrow wavelength ranges, strung together the entire relevant wavelength range emitted and the control and evaluation to synchronize the respective wavelength range of the spectrometer including appropriate boundary regions reads. Das Gesamtspektrum wird anschließend aus den Einzelspektren zusammengesetzt, wobei die Signale in den sich günstigerweise überlappenden Grenzbereichen der Einzelspektren superpositioniert werden können. The total spectrum is then composed of the individual spectra, the signals in the conveniently located overlapping boundaries of the individual spectra can be super-positioned.

Durch diese Vorgehensweise kann eine wesentliche Verminderung des Streulichtes erreicht werden. By doing so, a substantial reduction of the scattered light can be achieved. Der Grund dafür ist, daß infolge des sequentiellen Verfahrens nur die Strahlung Streulicht erzeugt, die in dem Wellenlängenbereich liegt, in dem gerade die Messung erfolgt. The reason for this is that as a result of the sequential method generates only the radiation scattered light, which lies in the wavelength range in which the measurement is made straight. Streulichtanteile, die bei breitbandiger Einstrahlung ihren Ursprung in anderen Wellenlängenbereichen haben, treten nicht auf. Scattered light components that originate in other wavelength ranges in broadband radiation, do not occur. Die Amplituden der Einzelspektren können dem jeweiligen Spektrometer so angepaßt werden, das immer der volle Dynamikbereich ausgenutzt wird. The amplitudes of the individual spectra can be adapted to each spectrometer so that is always exploited the full dynamic range. Dadurch läßt sich insbesondere der wellenlängenabhängige Verlauf der Beugungseffizienz des dispersiven Elements und der spektralen Empfindlichkeit des Empfängers ausgleichen. As a result, in particular, the wavelength-dependent profile of the diffraction efficiency of the dispersive element and the spectral sensitivity of the receiver can be compensated. Dies geschieht durch eine entsprechende Einstellung der Intensitäten der Einzellichtquellen bzw. durch eine entsprechende Variation der Integrationszeiten der Einzelspektren. This is done by changing the settings of the intensities of the individual light sources or by a corresponding variation of the integration times of the individual spectra.

Am Empfänger wird immer nur der Spektralbereich ausgewertet, in dem der jeweils aktive Einzelstrahler emittiert. Only the spectral region is evaluated at the receiver always where the emitted each active individual radiators. Dadurch ergibt sich ein weiterer Vorteil der Anordnung: die vom dispersiven Element erzeugten Leistungsanteile höherer Ordnung wirken sich nicht auf das gemessene Signal aus. This results in a further advantage of the arrangement: the power generated by the dispersive element higher order components do not affect the measured signal. Dadurch sind Ordnungsfilter, die bei Spektrometern mit konventioneller Lichtquelle benötigt werden, nicht notwendig. Characterized order filter are required in spectrometers with conventional light source, is not necessary. Der freie Spektralbereich wird durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Lichtquelle verbreitert. The free spectral range is widened by using the light source of the invention.

Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, z. B. für die Farbmeßtechnik low cost-Zeilenspektrometer einzusetzen, die aufgrund ihrer durch Replikation hergestellten dispersiven Elemente einen relativ hohen Streulichtanteil erzeugen. By applying the solution according to the invention, it is possible to use eg. As for the Farbmeßtechnik low cost-array spectrometer, which produce a relatively high proportion of scattered light due to its manufactured by replication dispersive elements. Die Dynamik der Messung wird durch die sequentielle Beleuchtung wesentlich erhöht. The dynamics of the measurement is substantially increased by the sequential lighting. Dadurch ist es beispielsweise möglich, Spektren zu erfassen, die ausgeprägte Minima aufweisen. Thereby, it is for example possible to detect spectra having distinct minima. Diese Minima würden bei Verwendung einer breitbandigen Lichtquelle aufgrund des breitbandig erzeugten Streulichtes nicht oder nur in geringerem Umfange nachgewiesen werden können. This would minima can be detected using a broadband light source due to the wide-band generated scattered light or only to a lesser extent.

Die Umsetzung des erfindungsgemäßen Beleuchtungsprinzips kann außer durch nacheinander abstrahlenden schmalbandigen Einzellichtquellen, die in ihrer Gesamtheit den vollständigen, zu vermessenden Wellenlängenbereich abdecken, auch durch sequentielles spektrales Zerlegen einer breitbandigen Lichtquelle erfolgen. The implementation of the lighting principle of the invention can not only by sequentially radiating narrowband individual light sources, which cover the full, the wavelength range to be measured in its entirety, also be carried out by sequentially spectrally decomposing a broadband light source. In diesem Fall müssen die einzelnen Filter wiederum so beschaffen sein, daß ihre Aneinanderreihung den gesamten Spektralbereich ergibt, in dem die Messung erfolgen soll. In this case, the individual filters must in turn be such that their concatenation results in the entire spectral range in which the measurement is to be made.

Anwendungsbeispiele für den erfindungsgemäßen Aufbau sind die Farbmeßtechnik sowie die Reflexions, Transmissions und ATR-Messung. Application examples for the assembly of the invention are the Farbmeßtechnik and the reflection, transmission and ATR measurement.

Ausführungsbeispiel Embodiment

Die erfindungsgemäße Anordnung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. The arrangement of the invention will be explained in detail below with reference to an embodiment. Die Zeichnungen zeigen: In the drawings:

Fig. 1 den Aufbau zur spektralen Reflexionsmessung mit LED-Mehrkanallichtquelle, Fig. 1 shows the structure for spectral reflectance measurement with LED multi light source,

Fig. 2 die spektrale Verteilung von spektral aneinandergereihten LED sowie einer Vakuumglühlampe sowie Fig. 2 shows the spectral distribution of spectral lined-up LED and a vacuum bulb and

Fig. 3 das Ergebnis der Absorbance-Messung eines optischen Filters OG 515 mittels eines Mikrospektrometers unter Zuhilfenahme der erfindungsgemäßen Lichtquelle sowie im Vergleich dazu einer Vakuumglühlampe. Fig. 3 shows the result of absorbance measurement of an optical filter OG 515 by means of a micro-spectrometer with the aid of the light source according to the invention and in comparison to a vacuum bulb.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Meßaufbau zur Ermittlung der spektralen Remissionseigenschaften von festen Oberflächen. Fig. 1 zeigt den Meßaufbau unter Verwendung einer Ulbricht-Kugel 1 zur Erzeugung einer diffusen Beleuchtung sowie einem kollimierten Empfangsstrahlengang 2 , der unter einem Winkel von 8° zur Normalen der Probenoberfläche 3 steht und durch eine Sammellinse 21 in einen Lichtwellenleiter 4 eingekoppelt und auf den Eingangsspalt eines Spektrometers 5 geführt wird. The embodiment relates to a test system for determining the spectral reflectance properties of solid surfaces. Fig. 1 shows the test setup using an integrating sphere 1 to produce a diffuse illumination and a collimated received beam path 2, which at an angle of 8 ° to the normal sample surface 3, and is coupled by a condenser lens 21 in an optical waveguide 4 and to the input slit of a spectrometer 5. Die Lichtquelle 6 wird durch acht, in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen lichtemittierende Dioden (LED 61 . . . 68 ) gebildet. The light source 6 is eight, light in different wavelength ranges diodes (LED 61st.. 68) is formed. Diese LED sind derart ausgewählt, daß sie mit ihren aneinandergereihten Spektralcharakteristiken den zu vermessenden Wellenlängenbereich, hiervon ca. 400 nm bis ca. 700 nm, vollständig abdecken. These LEDs are chosen such as to cover with their juxtaposed spectral characteristics to be measured, the fully wavelength range, of which about 400 nm to about 700 nm. Die Strahlung der einzelnen LED wird durch die Ulbricht-Kugel diffus auf die Probenoberfläche gelenkt und die Probe gleichmäßig beleuchtet. The radiation of the single LED is directed through the integrating sphere diffuse to the sample surface and the sample evenly illuminated. . , Der Schafter 69 dient zur Verhinderung der direkten Einstrahlung der LED auf die Probe. The steward 69 serves to prevent the direct irradiation of the LED to the test. Günstigerweise kann dafür das Substrat der Lichtquelle benutzt werden. Conveniently, the substrate used for the light source.

Die über den Lichtwellenleiter 4 zum Spektrometer 5 von der Probe 3 geführte remittierte Strahlung wird durch das Reflexionsgitter 51 spektral zerlegt und trifft auf den Zeilenempfänger 52 . The via the optical waveguide 4 to the spectrometer 5 guided by the sample 3 diffusely reflected radiation is spectrally dispersed by the reflection grating 51 and impinges on the receiver line 52nd Die Ansteuerschaltung 6 sorgt dafür, daß die einzelnen LED nacheinander angesteuert werden. The control circuit 6 ensures that the individual LEDs are activated sequentially.

Synchronisiert dazu wird jeweils der entsprechende Wellenlängenbereich am Empfänger 52 des Spektrometers ausgelesen. Synchronized to the corresponding wavelength range of the receiver 52 of the spectrometer is read each. Zu diesem Zweck werden in einem Justiervorgang vor den Messungen die einzelnen Wellenlängenbereiche definiert und im Speicher 7 festgehalten. For this purpose, the individual wavelength regions are defined and recorded in the memory 7 in a calibration procedure before the measurements. Die durch die Ansteuerschaltung 6 bereitgestellten individuellen Diodenströme werden bei der Inbetriebnahme derart eingestellt, daß bei Vorlage einer spektral gleichmäßig remittierenden Probe 3 die einzelnen Dioden ein etwa gleiches maximales Intensitätssignal im zugeordneten Spektralbereich am Empfänger 52 erzeugen. The provided by the drive circuit 6 individual diode currents are set at startup so that the individual diodes produce an approximately the same maximum intensity signal in the associated spectral range of the receiver 52 upon presentation of a spectrally uniform remitting sample 3. Mit Hilfe eines Mikroprozessors 8 , der gleichzeitig die Synchronisierung des Meßablaufes und die Speicherverwaltung übernimmt, wird im Anschluß an die Beleuchtungs- und Meßphase in einer Berechnungsphase die Aneinanderreihung der Einzelspektren und die Ermittlung des Gesamtergebnisses vorgenommen. With the help of a microprocessor 8, which also takes over the synchronization of the measurement processes and memory management, the sequencing of the individual spectra and the determination of the overall results is carried out after the illumination and measurement phase in a calculation phase. Beide Phasen können auch ineinander zeitlich verschachtelt ablaufen, um die Meßzeit zu verkürzen. Both phases can also be nested into each other time to proceed to shorten the measurement time.

Fig. 2 zeigt die spektrale Verteilung der eingesetzten Einzellichtquellen sowie im Vergleich eine Vakuumglühlampe. Fig. 2 shows the spectral distribution of the individual light sources employed, and in comparison, a vacuum bulb. Beispielhaft werden hier acht Dioden mit Peakwellenlängen von ca. 440 nm, 470 nm, 520 nm, 570 nm, 590 nm, 610 nm, 630 nm und 680 nm eingesetzt. Eight diodes with peak wavelengths of about 440 nm, 470 nm, 520 nm, 570 nm, 590 nm, 610 nm, 630 nm and 680 nm are used example of this. Zur Verkürzung der Meßzeit ist es möglich, die LED extrem kurzzeitig zu pulsen. In order to shorten the measuring time, it is possible to pulse the LED extremely short time. Dabei kann bis zur Störstellenerschöpfung mit einer linearen Erhöhung der Intensität in Bezug auf den LED-Strom gerechnet werden. It can be expected to impurity exhaustion with a linear increase of the intensity with respect to the LED current. Es ergeben sich hohe Intensitäten und damit kurze Integrationszeiten der Empfängerzeile. This results in high intensities and thus short integration times of the receiver line.

Zur Verdeutlichung der Vorteile der vorgeschlagenen Anordnung dient Fig. 3. To illustrate the advantages of the proposed arrangement serves FIG.. 3 Mit Hilfe eines LIGA- Mikrospektrometers wurde die Transmission eines optischen Filters vom Typ OG 515 mit einer Dicke von 4 mm gemessen und daraus die Extinktion berechnet. With the help of a LIGA micro spectrometer transmission of an optical filter type OG 515 was measured with a thickness of 4 mm and used to calculate the absorbance. Die zum Vergleich mit einer Vakuumglühlampe aufgenommene Kurve zeigt im Sperrbereich des Filters eine um 2 Einheiten geringere Extinktion als die mit einer erfindungsgemäßen Lichtquelle ermittelte. The recorded for comparison with a vacuum bulb curve shows in the stopband of the filter to one two units lower than the determined absorbance to a light source according to the invention. Dies wird durch die erhebliche Reduzierung des Streulichteinflusses erreicht. This is achieved by the substantial reduction of the stray light influence.

Citada por
Patente citante Fecha de presentación Fecha de publicación Solicitante Título
DE10256188A1 *2 Dic 200224 Jun 2004Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainReflexionsspektrometer
DE102005024271B4 *27 May 200527 Mar 2014Carl Zeiss Microscopy GmbhGitterspektrometersystem und Verfahren zur Messwerterfassung
EP1726930A1 *29 Mar 200629 Nov 2006Carl-Zeiss Jena GmbHGrating spectrometer system and method for measurement recording
US769279010 May 20066 Abr 2010Carl Zeiss Microimaging GmbhGrating spectrometer system and method for the acquisition of measured values
Clasificaciones
Clasificación internacionalG01J3/32, G01J3/10
Clasificación cooperativaG01J3/32, G01J3/10, G01J3/0254, G01J3/0218, G01J3/02
Clasificación europeaG01J3/10, G01J3/32, G01J3/02B19, G01J3/02B5, G01J3/02
Eventos legales
FechaCódigoEventoDescripción
27 Ene 20008122Nonbinding interest in granting licenses declared
7 Abr 20058139Disposal/non-payment of the annual fee