Multiple Color Sensoren für genaue und schnelle In-Line-Farbmessung

Mit dem Prinzip eines Multiple Color Sensors verfolgt MAZeT eine Strategie, die die Lücke zwischen den Dreibereichssensoren und spektralen Messgeräten für Sensoranwendungen schließt. Die neue Produktfamilie MMCS6 basiert auf den bewährten Technologien der kompakten und preis-/leistungsoptimierten Halbleitersensoren mit integrierten Interferenzfiltern. Mit dem MMCS6 kann mit sieben spektralen Kennlinien im Spektrum von 380 bis 780 nm eine Farbmessung auf Basis spektraler Schätzung realisiert werden.

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Im Vergleich: der JENCOLOR Multiple Color Sensor MMCS6 [Bild: MAZet GmbH]

Die Bewertung einer Farbe findet bei diesem Sensor nicht auf der colorimetrischen sondern auf der radiometrischen Ebene statt. 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 Messungen bestehen in der wesentlich höheren Informationsdichte in Bezug auf die Farbmessung.

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-LED Genauigkeiten im Farbraum möglich, die das Vermögen des menschlichen Auges übertreffen. Die Genauigkeit wird dabei sehr stark von der Art der Lichtquelle und der Kalibrierung der Sensoren bestimmt. In Applikationen mit Nicht-Standard-Lichtquellen und/oder höheren Ansprüchen zur Farbgenauigkeit sind dem Prinzip der 3-Element-Farbsensoren natürliche Grenzen gesetzt. Für solche Anwendungen empfehlen sich spektrale Sensortechnologien, die eine spektrale Auflösung nutzen. 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.

Der Sensor MMCS6 bietet den Vorteil, dass zum Beispiel die Erfassung und Bewertung von Metamerieeffekten 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 der MMCS-Sensoren 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 MMCS-Sensoren können selbst dort Farbunterschiede bestimmt werden, bei denen das menschliche Auge versagt.