Simulation kompakter spektral-selektive Halbleitersensoren für genaue In-line Messungen

Abstract:
Dreibereichsfarbsensoren sind kompakt, für große Stückzahlen kostenoptimiert und für schnelle Messaufgaben geeignet. Spektrometer dagegen gelten als hochgenau, aber komplex, langsam, wartungs- und kostenintensiv. Mit spektralselektiven Sensoren auf Basis von n>=6 Kanälen sind Anwendungen möglich, die eine schnelle und kostengünstige Sensorik für absolute Farb-/Spektralmessung mit einer sehr hohen Genauigkeit verbinden. Erreicht werden kann dieses auf Basis eines n-fach filterbeschichteter Empfänger-Arrays mit integrierter Elektronik und kompakt komplettiert zu einem robusten Sensor-IC. Die neuen Mehrbereichssensoren erweitern die Vorteile einer einfachen Sensorik mit hochauflösenden spektralen Eigenschaften. So sind die Sensoren in der Lage hochgenaue Farbmessung ohne Metamerie und Normlichtquellen zu realisieren bzw. alternativ zu einem Spektrometer höher aufgelöste Spektren mittels Interpolation zu liefern. Solche Sensoralgorithmen wie auch Kalibrierung und Routinen der Farbmetrik sind Bestandteil einer JENCOLOR Sensorbibliothek, die wie auch Test- und Evaluationboards zum Lieferumfang gehören. Der Vortrag stellt mittels eines Simulationstools verschiedene Sensortypen (RGB, XYZ, MMCS6) in unterschiedlichen Anwendungen vor und gibt eine Übersicht zu Aufbau und Funktion solcher multi-spektraler Sensoren in typischen Anwendungen. Anhand eines existierenden Farbmessgeräts wird das Optimierungspotential der Kalibriermethode, Beleuchtung und Sensortyp gezeigt, welches mittels des Simulationstools bestimmt wurde.