Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP / Machine Learning spektral engtolerierte LEDs


von -gb- (Gast)


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Ich suche Informationen für eine Beleuchtung, mit der ich das Spektrum 
langsam und feinstufig durchfahren kann und denke mir, dass man eine 
Batterie aus spektral eng strahlenden LEDs nehmen könnte. Ich hätte 
gerne eine Aufspaltung des Spektrum von 300nm bis 1000nm, also 
menschliches Sehen + IR + UV in wenigstens 12-15 Bereichen. Konkret 
hätte ich gerne 2, besser 3 Frequenzen für jede Farbe R,G,B.

Was könnte man da nehmen? Hat jemand Erfahrung mit solchen 
Beleuchtungen?

Es geht um Abtastung von Oberflächen, die unterschiedlich reflektieren, 
je nachdem, was eingeschlossen ist und welches Material vorliegt.

von Jörg R. (solar77)


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Georg B. schrieb:
> Was könnte man da nehmen? Hat jemand Erfahrung mit solchen
> Beleuchtungen?
>
> Es geht um Abtastung von Oberflächen, die unterschiedlich reflektieren,
> je nachdem, was eingeschlossen ist und welches Material vorliegt.

Du musst halt mehrere LEDs nehmen, also IR, UV und sichtbar. LEDs die 
dein Spektrum komplett abdecken gibt es wohl nicht.

von Motopick (motopick)


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> mehrere LEDs nehmen

:)

Der TO sucht quasi verschieden rote, gelbe, gruene, ... LED.
Und das auch noch moeglichst monochromatisch.
Einen Tipp habe ich aber auch nicht.

LEDs die fuer Grossanzeigen benutzt werden, erkennbar am
Flussstrom von 50 mA, gibt es zumindest von der Farbe eng toleriert.

von Harry R. (harry_r2)


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: Bearbeitet durch User
von Jörg (zwischenfrequenz)


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Moin Georg,

parametrische Suche bei Mouser und Digikey für Leuchtdioden, Feld 
Wellenlänge. Feiner abgestuft gehts mit Monochromator, ist aber 
aufwändig und fertig gekauft teuer.

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Motopick schrieb:
> Der TO sucht quasi verschieden rote, gelbe, gruene, ... LED.
> Und das auch noch moeglichst monochromatisch.

ggf. über eine entsprechende parametrische Suche genügend LED mit 
gleicher Bauform und verschiedenen Wellenlängen suchen.

Hier z.B. kannst du nach Wellenlänge filtern:
- 
https://www.mouser.de/c/optoelectronics/led-lighting/led-emitters/?q=led
- 
https://www.mouser.de/c/optoelectronics/led-lighting/led-emitters/standard-leds-smd/?q=led

von -gb- (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Du musst halt mehrere LEDs nehmen, also IR, UV und sichtbar. LEDs die
> dein Spektrum komplett abdecken gibt es wohl nicht.
ja klar ...

Motopick schrieb:
> Und das auch noch moeglichst monochromatisch.
nicht unbedingt monochromatisch, engtoleriert wäre sogar besser

Harry R. schrieb:
> * https://www.roithner-laser.com/led_standard.html
> * UV gibt es da auch, für dich relevant 295, 310, 325, 340 nm
 Danke!

von J. S. (pbr85)


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TME hat da einiges im Angebot.

von Harald W. (wilhelms)


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Georg B. schrieb:

> Ich suche Informationen für eine Beleuchtung, mit der ich das Spektrum
> langsam und feinstufig durchfahren kann

Könnte man das nicht einfach mit einer Lampe mit kontinuierlichem
Spektrum, einem Prisma und einer Schlitzblende machen?

von Patrick C. (pcrom)


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Georg B. schrieb:
> Es geht um Abtastung von Oberflächen, die unterschiedlich reflektieren,
> je nachdem, was eingeschlossen ist und welches Material vorliegt.

Dafuer brauch man doch eine breit-spectrale beleuchtung (zB 
halogen-lampe) ohne selectierbaren spectrum ?
Zum messung braucht man einen detector mit unterschiedlichen 
spectrum-detection

(Ich nehme an die materialen sind nicht fluorescent)

Patrick aus die Niederlande

von Stefan P. (form)


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Georg B. schrieb:
> Spektrum langsam und feinstufig durchfahren

Es gibt spektral durchstimmbare Laser, dessen Licht Du zur Beleuchtung 
wieder auffächern kannst.

: Bearbeitet durch User
von -gb- (Gast)


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Patrick C. schrieb:
> Dafuer brauch man doch eine breit-spectrale beleuchtung (zB
> halogen-lampe) ohne selectierbaren spectrum ?
> Zum messung braucht man einen detector mit unterschiedlichen
> spectrum-detection
Ja, kann man machen, aber:

Nimm mal einen Stoff, der sich durch blaues Licht anregen lässt und dann 
rot abstrahlt. Das überlagert den Stoff, der nur rot abstrahlt. Bei 
weissem Licht wird beides aktiv, bei selektiv blau / rot nacheinander, 
beide unabhängig voneinander.

Auf diese Weise lassen sich die scheinbar roten Stoffe dennoch 
unterscheiden.

von Patrick C. (pcrom)


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Georg B. schrieb:
> Nimm mal einen Stoff, der sich durch blaues Licht anregen lässt und dann
> rot abstrahlt. Das überlagert den Stoff, der nur rot abstrahlt. Bei
> weissem Licht wird beides aktiv, bei selektiv blau / rot nacheinander,
> beide unabhängig voneinander.

Also dann messt du nicht die reflektion (wie angegeben in ersten post) 
aber die fluorescent-faehigkeit. Wenn ein stoff kein 
fluorescent-faehigkeit hat kann der keine wellenlaenge 'dabei' machen.

von Rainer W. (rawi)


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Motopick schrieb:
> Der TO sucht quasi verschieden rote, gelbe, gruene, ... LED.
> Und das auch noch moeglichst monochromatisch.

LEDs leuchten grundsätzlich monochromatisch, wenn man mal davon absieht, 
dass der Peak durchaus 20 ... 40 nm breit ist - LEDs mit 
nachgeschalteten Farbkonvertern mal ausgenommen.
Was genau meinst du mit "moeglichst monochromatisch"?
Die Breite einer Laserlinie wirst du mit LEDs schwerlich erreichen.

von N. B. (charlie_russell)


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Breitbandige Quelle nehmen und defraction grading Spiegel mit Motor 
verstellen. Damit kommst relativ leicht auf 1-10 Nm Breite.

"LED" mit engen Banden wirst du nicht finden. Da nimmst du besser einen 
Dioden-Laser als Kompromiss.

Sinnvoller ist es das umzudrehen. Breitbandig auf die oberfläche und 
einen der ASIC Spektrometer-ICs kaufen. Die haben ca. 9 bis 64 Filter 
sowie Photodioden und geben dir so ein Spektrum aus.

Georg B. schrieb:
> Nimm mal einen Stoff, der sich durch blaues Licht anregen lässt und dann
> rot abstrahlt. Das überlagert den Stoff, der nur rot abstrahlt. Bei
> weissem Licht wird beides aktiv, bei selektiv blau / rot nacheinander,
> beide unabhängig voneinander.
>
> Auf diese Weise lassen sich die scheinbar roten Stoffe dennoch
> unterscheiden.

Es gibt zum einem die Absorptions-Spektroskopie und dann gibt es das was 
du beschreibst. Diese hat jedoch schonmal einen anderen Messaufbau: Bei 
absorption willst du möglichst viel von deinem eingestrahlten Licht in 
den Sensor bekommen. Bei Fluresenz möchtest du nichts von deinem 
eingestrahlten Licht sehen sondern nur das schwache Leuchten. In dem 
Fall kann man ganz gut eine Breitbandige Quelle (UV: Deuterium-Lampe, 
VIS: Halogen) mit Monochromator kombinieren mit einem CCD-Array nach der 
Probe als Detektor.

von Harald W. (wilhelms)


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N. B. schrieb:

> Damit kommst relativ leicht auf 1-10 Nm Breite.

Newtonmeter?

von -gb- (Gast)


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Patrick C. schrieb:
> Also dann messt du nicht die reflektion (wie angegeben in ersten post)
> aber die fluorescent-faehigkeit. Wenn ein stoff kein
> fluorescent-faehigkeit hat kann der keine wellenlaenge 'dabei' machen.

Es ist ja grundsätzlich beides. Es gibt immer eine Transmission, 
teilweise ist diese bei Geweben z.B. auch teilweise Reflektion. Diese 
wiederum ist winkelabhängig. Daher möchte ich die zu untersuchenden 
Stoffe aus unterschiedlichen Richtungen mit unterschiedlichen 
Wellenlängen anstahlen, um Bilder zu bekommen, die es ermöglichen, für 
das Auge oder konventionelle Kameras scheinbar ähnliche Stoffe 
voneinander zu unterscheiden.

von -gb- (Gast)


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Rainer W. schrieb:
> Die Breite einer Laserlinie wirst du mit LEDs schwerlich erreichen.

Es soll gar nicht wirklich monochromatisch sein, nur eben Breitband 
RGB-Beleuchtung ist zu grob.

von Purzel H. (hacky)


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Ist doch toll wie man immer naeher in das Thema eintauchen darf... Ich 
wuerde ein Weisslichtquelle als Sender und eine CD zusammen mit einem 
Diodenarray als Empfaenger.

von Max M. (Gast)


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G. B. schrieb:
> Es soll gar nicht wirklich monochromatisch sein, nur eben Breitband
> RGB-Beleuchtung ist zu grob.

Das Problem wird sein eine spezielle Selektion kaufen zu können.
Die Hersteller zielen auf einen Bereich im CIE Diagramm und treffen den 
auch mit Normalverteilung.
Ab da wird selektiert und in Binning und Ranks zusammengestellt.

Es gibt also innerhalb einer Farbe zwei Ranks / Binnings die sich an 
gegenüberliegenden Seiten der Wellenlänge befinden.
Nur kannst Du die nicht gezielt kaufen.

Die Wellenlänge driftet auch mit Strom / Temperatur.
Du kannst natürlich verschiedenen LEDs von unterscheidlichen Herstellern 
kaufen und die mit Spektrometer vermessen.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Purzel H. schrieb:
> Ich wuerde ein Weisslichtquelle als Sender und eine CD
... wegen der spektralen Aufteilung meinst du wahrscheinlich

Das wird schwer, eine balanciert strahlende Quelle zu finden, denn die 
müsste qualitativ gleichmäßig sein und auch quantitativ einiges leisten, 
also eine entsprechende Energie haben, um alle Frequenzen zu besetzen. 
Und irgendwie müsste man es noch filtern, um die Farben unabhängig 
(nacheinander ?) auf das "object of interest" loszulassen.

Ich finde es auch vom Fokussieren (Abildungsschärfe) einfacher und 
logischer, einen SW-Sensor zu nehmen und die Farben unabhängig zu 
bilden, wie es in der Astrofotografie und auch Mikroskopie oft gemacht 
wird. Die Optiken haben oft farbabhängige Aberration und Fokustiefe.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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G. B. schrieb:
> eine Beleuchtung, mit der ich das Spektrum
> langsam und feinstufig durchfahren

Was du suchst (und wahrscheinlich brauchst) ist ein Set mit 
umschaltbaren Laser-Quellen, wie es für die Biomikroskopie / Zytometrie 
eingesetzt wird. Das erfordert dann gleich mehrere parallele Quellen mit 
gfs. noch einstellbarer Polarisationsoptiken, entsprechende 
Spiegelanordnungen, um Interferenzen erzeugen zu können oder du drehst 
und bewegst die Laser oder die Probe, um alle Stellen mit allen 
Pola-Richtungen bestrahlen zu können.

Möglicherweise taugt ein Dioden-Array von 2 Seiten XY oder eine 
zyklische Anordnung. Da gibt es die unterschiedlichsten Geometrien für 
die verschiedensten Applikationen. Man kann die Laser auch optisch 
mischen, gfs sogar auch gleichfarbig und orthogonal polarisiert und dann 
über drehbare Microfilter agieren, um Oberflächen abtasten.

Wahrscheinlich braucht es auch zwei Sensoren für Reflexion und 
Transmission oder eine Spiegelmessung. Dazu müsste man aber mehr über 
die Anforderungen wissen.

von Hp M. (nachtmix)


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G. B. schrieb:
> Es geht um Abtastung von Oberflächen, die unterschiedlich reflektieren,
> je nachdem, was eingeschlossen ist und welches Material vorliegt.

Was willst du den wirklich erreichen, und was darf es kosten?

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Wie wäre es, ein fertiges Spektralfotometer zu verwenden, wie man es 
z.B. für die Profilierung und Kalibrierung von Druckern benutzt?

Ein XRite i1 gibts bei Ebay ab ca. 300,- (gebraucht) ...

https://www.ebay.de/itm/354786653133

oder für 75,-
https://www.ebay.de/itm/385346469662

Software gibts als Open Source Projekt für Win & Mac:

https://fotovideotec.de/displaycal/
(weiter Unten auf der Seite, "Argyll" kann auch ein i1 ansteuern)

Oder, wenn 6 Kanäle ausreichen, zum Selberbauen einen Sensor GY-AS7262 
am Arduino - kostet ca. 30,-

https://www.ebay.de/itm/125083134931

: Bearbeitet durch User
von -gb- (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Was willst du den wirklich erreichen, und was darf es kosten?
Na das hier:

G. B. schrieb:
> Es geht um Abtastung von Oberflächen, die unterschiedlich reflektieren,
> je nachdem, was eingeschlossen ist und welches Material vorliegt.

dazu benötige ich unterschiedliche Beleuchtungssituationen. Nehmen wir 
eine Oberfläche, die so funktioniert wie ein Schmetterling: Andere 
Farbe, andere Reflektionsrichtung, andere Wirkung. Auch einem einfachen 
Foto ist das weniger gut zu erkennen und schon gar nicht zu 
unterscheiden. Wir sehen ja nur 3 Farben.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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G. B. schrieb:
> Hp M. schrieb:
>> Was willst du den wirklich erreichen, und was darf es kosten?
> Na das hier:
>
> G. B. schrieb:
>> Es geht um Abtastung von Oberflächen, die unterschiedlich reflektieren,
>> je nachdem, was eingeschlossen ist und welches Material vorliegt.
>
> dazu benötige ich unterschiedliche Beleuchtungssituationen. Nehmen wir
> eine Oberfläche, die so funktioniert wie ein Schmetterling: Andere
> Farbe, andere Reflektionsrichtung, andere Wirkung. Auch einem einfachen
> Foto ist das weniger gut zu erkennen und schon gar nicht zu
> unterscheiden. Wir sehen ja nur 3 Farben.

Und was davon können ein Spektralfotometer oder - etwas weniger genau - 
ein Colorimeter nicht?

von Rüdiger B. (rbruns)


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G. B. schrieb:
> Wir sehen ja nur 3 Farben

Früher(TM) hatten Grafikkarten 8 Bit Pro Farbkanal weil das mehr ist wie 
das Menschliche Auge auflösen kann.(20 Mio Farben)

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Rüdiger B. schrieb:
> Früher(TM) hatten Grafikkarten 8 Bit Pro Farbkanal weil das mehr ist wie
> das Menschliche Auge auflösen kann.(20 Mio Farben)

So ganz stimmt das nicht. Die Farbnouancen sind sicher keine 20Mio, aber 
die Helligkeit eines Farbkanals ist erheblich mehr, als die jeweils 8 
Bit. Der Punkt ist nur der, dass die Monitore das nicht können. Auch 
heute sind nur 100-300 Farbstufen sicher auflösbar, je nach Modell und 
Qualität der Fertigung/Kalibrierung. Grafikmonitore werden aber schon 
mit 10 Bit angefahren.

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