Mit JENCOLOR spektral Farbe messen

Jena, 07. Januar 2009 – Mit RGB- und True-Color Farbsensoren bietet die MAZeT Halbleiter-basierende Sensoren mit RGB- bzw. XYZ-Interferenzfiltern für schnelle und langzeitstabile Farbdetektion und absolute Farbmessung nach CIE/DIN5033 Standard. Für diese Sensoren sind in Verbindung mit Weißlicht-LEDs Genauigkeiten im Farbraum möglich, die das Vermögen des menschlichen Auges übertreffen. Die Genauigkeit wird dabei sehr stark von der Lichtquelle und der Kalibrierung der Sensoren bestimmt. In Applikationen mit höheren Ansprüchen zur Farbgenauigkeit sind dem Prinzip der 3-Element-Farbsensoren auf Grund der zur Verfügung stehenden Lichtquellen sowie einen höheren Aufwand zur Minimierung aller Fehler natürliche Grenzen gesetzt. Für solche Anwendungen empfehlen sich spektrale Technologien, die eine höhere Auflösung als 3 Kanäle haben. Typische Beispiele dafür sind Spektrometer in Auflösungen, wie sie in den Labormessgeräten aber auch teilweise als OEM-Spektrometer in in-line Messungen angewendet werden. Für Sensoranwendungen sind aber solche Spektrometer zu langsam, zu teuer und zumeist zu groß.

Mit dem MMCS6 Multiple Color Sensor verfolgt MAZeT eine Strategie, die die Lücke zwischen den Dreibereichssensoren und spektralen Messgeräten für Sensoranwendungen schließt. Der MMXCS6 basiert auf den bewährten Technologien der kompakten und preis-/leistungsoptimierten Halbleitersensoren mit integrierten Interferenzfiltern und realisiert mit 7 spektralen Kennlinien im Spektrum von 380 bis 780 nm eine Farbmessung auf Basis spektraler Schätzung.


Die Bewertung einer Farbe findet bei diesem Sensor nicht auf der Colorimetrischen Ebene statt, sondern auf der radiometrischen Ebene. Als Ergebnis erhält man zunächst nicht den Farbort sondern das Spektrum einer Farbe, die dann zur Berechnung des Farbortes herangezogen werden kann. Die Vorteile einer solchen Messung bestehen darin, dass eine wesentlich höhere Informationsdichte in Bezug auf die Farbmessung erreicht werden wird.

Der Sensor bietet den Vorteil, dass zum Beispiel die Erfassung und Bewertung von Metamerieeffekte herausgefiltert werden, was mit den RGB bzw. XYZ Sensoren nicht realisierbar ist. Als Metamerieeffekte werden in der Optik unterschiedliche Spektren bezeichnet, die bei dem Menschen für eine definierte Lichtart denselben Eindruck erzeugen.

Die spektralen Kennlinien des MMCS6 sind so angeordnet, dass diese sich in ihren Grenzbereichen überlappen. Hieraus ergibt sich, dass möglichst wenige Lücken in dem sichtbaren Spektrum vorhanden sind. Somit lässt sich die Fehlinterpretation der Farben minimieren bzw. die Messgenauigkeit erhöhen. Der Sensor arbeitet weitestgehend unabhängig von der Güte der Lichtquellen. Durch die spektrale Approximation der gemessenen Farbe mittels MMCS6 können selbst dort Farbunterschiede bestimmt werden, bei denen das menschliche Auge versagt.

Zur Demonstration der Genauigkeitsklassen in der Farbmessung mittels Kombination aus Farbsensor und Weißlicht-LED werden in der folgenden Tabelle drei Sensortypen anhand von typischen Messwerten gegenübergestellt Bei den Messungen wurden verschiedene definierte Farbtafeln mit einer Weißlicht LED mit lpeak = 450nm beleuchtet.

Die Tabelle zeigt in der rechten Spalte deutlich, wie die Genauigkeit vom Multiple Color Sensor über den True Color bis hin zum RGB Sensor stetig abnimmt.

MAZeT bietet diesen neuen Sensor in Verbindung mit OEM-Systemlösungen und umfangreicher Softwarebibliothek für hochgenaue und schnelle Farbmessung für Hand-Held oder in-line Messungen. Als Verstärker-IC wird der MTI08 mit programmierbaren 8-Verstärkerstufen plus S&H und MUX-Ausgang verwendet. Für erste Testmessungen sind Evaluation-Boards verfügbar, die ggf. über DLLs in eigene Testsoftware eingebunden werden können.

Mit dem MMCS6 erweitert die MAZeT ihre Produktfamilie der langzeitstabilen Farbsensoren, die auch bei höheren Temperaturen ohne Drifterscheinungen eingesetzt werden können.