Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Eigenbau Optisches Spektrometer


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von Sebastian W. (wangnick)


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Liebe Leute,

um die Qualität von RGBW-Leds beurteilen zu können, und weil mir die 
Messwerte des AS7343-Sensors 
(Beitrag "AS7343 irgendwer?") dabei zu grob sind, 
bastele ich gerade an einem Spektrometer herum. Anbei ein Foto des 
aktuellen Aufbaus, und ein Bild der Spektren von vier 
SK6812-RGBW-5050-LEDs von Loamlin mit Nikon D90 und Micro Nikkor 60mm 
f/2.8.

Zum Aufbau: Links sind vier LEDs übereinander angeordnet, deren Farbe 
ich steuern kann. Danach folgt ein Diffusor (hier noch vier 
Laminierfolien; Diffusorfolien von Lee incl. deren Spektralverhalten 
habe ich erhalten und muss ich noch zuschneiden), dann der Spalt aus 
zwei schmalen Cuttermesserklingen, und dann in einigem Abstand die 
Beugungsfolie (1000l/mm) und die Kamera. Beim Foto mit der Nikon befand 
sich die Objektivvorderkante in so 1-2cm Abstand von der Folie.

Nun ist Spektrum auf dem Foto a) insgesamt leicht horizontal verwaschen, 
und b) im Detail vertikal (aber anscheinend ganz leicht schräg) 
streifig.

Wie kommt das? Ist das ein Effekt der Spaltbreite, oder des 
Beugungsgitters, oder eine Interaktion zwischen dem Beugungsgitter und 
dem CCD der Kamera?

LG, Sebastian

von H. H. (Gast)


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Wo ist die Linse zwischen Spalt und Gitter?

von Max M. (jens2001)


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Sebastian W. schrieb:
> ein Diffusor

Was soll der?

von H. H. (Gast)


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Max M. schrieb:
> Sebastian W. schrieb:
>> ein Diffusor
>
> Was soll der?

Den Spalt gleichmäßig beleuchten.

von Sebastian W. (wangnick)


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H. H. schrieb:
> Wo ist die Linse zwischen Spalt und Gitter?

Gute Frage. Ich habe eine solche Linse (Kollimator?) bisher weggelassen. 
Könnte das die Streifigkeit verursachen?

LG, Sebastian

von H. H. (Gast)


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Sebastian W. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Wo ist die Linse zwischen Spalt und Gitter?
>
> Gute Frage. Ich habe eine solche Linse (Kollimator?) bisher weggelassen.

Der Kollimator wäre vor dem Spalt.


> Könnte das die Streifigkeit verursachen?

Logisch.

von Thomas W. (dbstw)


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Hast Du irgenwelche physikalischen Vorkenntnisse? Vor vielen Jahren 
(Honecker war noch voll in Form) habe ich dieses Experiment 
durchgefuehrt:

https://www.tu-braunschweig.de/index.php?eID=dumpFile&t=f&f=71292&token=a44fe7c35c6186ebeea4d1c914eb1416b9d20585

Gruesse

Th.

von H. H. (Gast)


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H. H. schrieb:

>> Gute Frage. Ich habe eine solche Linse (Kollimator?) bisher weggelassen.
>
> Der Kollimator wäre vor dem Spalt.


Mea culpa, das hatte ich falsch in Erinnerung, die vermisste Linse ist 
doch der Kollimator.

von Thomas W. (dbstw)


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Ein kleiner Hinweis noch: Du solltest zunaechst definieren was fuer Dich 
"Qualitaet" der Lichtquelle ist. Bei Deinem anderen Thread hattest Du 
auf die Farbtemperatur von LEDs gezielt. Das ist aus verschiedenen 
Gruenden zweifelhaft. Der wesentlichen Punkt ist eigentlich, dass die 
"Farbtemperatur"  fuer einen schwarzen Strahler definiert wird (halt 
Planckscher Strahler), nicht fuer Deine LEDs die ja aus verschiedenen 
einzelen Halbleiter-Leuchten bestehen.

Eine Bestimmung der Farbtemperatur ist auch nur eine Schaetzung, da 
brauchst Du schon grosse Fehlerbalken.

Viel Erfolg bei Deinen Bemuehungen.

von Thomas W. (dbstw)


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Und jetzt der letzte Hinweis: Was Du misst, ist die Faltung der Emission 
Deiner Lampe (LED oder Lampe) mit der spektralen Empfindlichkeit Deines 
Sensors.

Das ist schon Unangenehm zu Messen. Was relativ wenig Aufwand darstellt, 
ist die Bestimmung der Wellenlaenge der LED/Lampe. Du brauchst 
natuerlich ein Normal, z.b. eine Hg-Lampe (damit kannst Du die 
Gitterkonstante bestimmen). Wenn Du die Gitterkonstante kennst, kannst 
Du die Wellenlaengen der LEDs bestimmen.

Intensitaeten sind etwas anderes.

Herrlich was man alles mal gelernt hatte (ich habe sogar noch die 
Protokolle von genau diesem Aufbau, 35 Jahre her)

von Tom (tom_major)


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Kollimator: Der Begriff verwirrt nur! Ist vom Prinzip her nichts anderes 
als das Kameraobjektiv, das den Spalt scharf auf den Kamerachip abbilden 
soll. Dazwischen sitzt halt das Gitter, das das Licht reflektiert und 
ins Spektrum zerlegt. Aber die Entfernung Spalt-Gitter-Kamera kann man 
messen und entsprechend das Objektiv scharfstellen. Zum Test kann man 
auch das Gitter durch einen Spiegel ersetzen, muss den aber etwas 
drehen, da im Gegensatz zum Gitter Einfalls- gleich Ausfallswinkel ist.

von Sebastian W. (wangnick)


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Thomas W. schrieb:
> Vor vielen Jahren (Honecker war noch voll in Form) habe ich dieses
> Experiment durchgefuehrt:

Ok. Die Gitterkonstante variiert also mit dem Winkel des auftreffenden 
Lichts. Und weil das Licht aus dem Spalt bei mir nicht kollimiert wird, 
und also die Lichtstrahlen vom Spalt aus in leicht unterschiedlichen 
Winkeln auf das Beugungsgitter treffen, werden sie auch leicht 
unterschiedlich gebeugt, und deshalb ist das Resultat leicht horizontal 
unscharf und vertikal streifig?

LG, Sebastian

von H. H. (Gast)


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Ja.

von Sebastian W. (wangnick)


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H. H. schrieb:
> Ja.

Ok, ich werde eine Kollimatorlinse einsetzen und erneut ein Foto machen.

Dennoch würde mich interessieren,
welcher physikalische Effekt für die vertikale Streifigkeit 
verantwortlich ist. Wie genau entstehen ohne Kollimator diese 
Unstetigkeiten im Strahlengang?

LG, Sebastian

von J. T. (chaoskind)


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Sebastian W. schrieb:
> Dennoch würde mich interessieren,
> welcher physikalische Effekt für die vertikale Streifigkeit
> verantwortlich ist.

Ich würde vermuten, der Fakt dass dein Spalt ohne Kollimator eine mehr 
oder weniger Punktquelle sieht mit einem Öffnungswinkel x für den Spalt, 
und der Kollimator daraus einen parallelen Strahlengang macht.

Ein wenig wie Zentralperspektive gegen die in CAD gern genutzte 
Perspektive deren Name mir gerade entfallen ist.

Ich vermute aber nur wild.

von Carypt C. (carypt)


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Zum Sensor, das Bild den Aufbaus hast du mit der Nikon d90 durch das 
Mikronikkor 60mm geschossen ? Darauf ist dann auch der Sensor (rechts) 
mit abgebildet ?

Was ist das für ein Sensor. Bei den Sensoren zb von Webcams ist es so, 
daß der gesamte Sensor eine bestimmte Linse erwartet, deren Strahlen den 
Sensor in am Rande schrägen Einfallswinkel treffen. Deshalb ist das 
Bayerpattern, der Tiefpass ... des Sensors extra für diesen schrägen 
Einfallswinkel konstruiert, ohne diese Linse kommt da immer nur ein 
farbiges streifiges, Matsch heraus.

ich denke man kann auch ohne Linse auskommen, ich würde aber 2 Spalte 
verwenden, Einen direkt hinter der Lichtquelle, den Anderen recht nah am 
Beugungsgitter, um den Strahl möglichst schmal zu bekommen.

Die Diffusorfolie wirkt durch ihre Lichtstreuung im Folienkörper 
eigentlich erneut wie eine Lichtquelle, nur ist diese näher am Spalt.

Wo ist das Beugungsgitter ? Direkt vor dem Sensor ?

Der Spalt wirkt eigentlich wie die Lochblende einer Lochkamera, davor 
und dahinter gibt es Objekt und Abbildung.

von H. H. (Gast)


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Carypt C. schrieb:
[wilden Unsinn, wie so oft]

Wer zwingt dich eigentlich ständig so einen Unsinn zu schreiben?

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


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Den Blick ins Spektrometer farbig darzustellen ist zwar optisch 
eindrucksvoll, weil "schön bunt". In prof. Spektrometern werden aber 
monochrome CCD-Zeilen (also ohne störendes Bayer-Filter) eingesetzt. 
Hast du das noch vor?

Das Ganze ist m.W. so zu justieren, dass mittels Linse bzw. Objektiv ein 
Abbild des Spaltes (zunächst ohne Gitter) genau in der Sensorebene 
scharf abgebildet wird. Das zusätzlich eingefügte Gitter zieht das Bild 
des Spaltes dann horizontal auseinander ... (entlang der CCD-Zeile)

Es gibt übrigens recht preiswerte "Spektroskope" zu kaufen. Wenn man 
sowas nachträglich "elektronisiert", spart man sich evtl. einen großen 
Teil am  Aufwand der optischen Konstruktion:

https://www.amazon.de/Hand-Durable-Kleine-Diffraction-Spektroskop/dp/B00MNEAMF4

: Bearbeitet durch User
von Hugo H. (hugo_hu)


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Ich frage mich, warum Du nicht mal ein wenig herumschaust, wie es andere 
gemacht haben.

Beitrag "Arduino Spektroskop mit dem Liniensensor TSL1401"

Muss ja kein Arduino sein, aber einen Liniensensor würde ich in jedem 
Fall nehmen (wird eines meiner ersten Projekte, wenn ich in Rente bin 
:-) ).
Die Frage in obigem Thread nach der Berücksichtigung der optischen 
Empfindlichkeit des Liniensensors auf verschiedene Wellenlängen lässt 
sich über das Datenblatt näherungsweise berechnen.

von Christoph E. (stoppi)


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Ein klein bisschen Werbung in eigener Sache:

https://stoppi-homemade-physics.de/spektroskopie/
https://stoppi-homemade-physics.de/spektroskop-arduino/

Hier findest du einige Anregungen zum Thema Spektroskopie...

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Sebastian W. schrieb:
> um die Qualität von RGBW-Leds beurteilen zu können

Wirst Du damit nicht erreichen.
Damit siehst Du die Spektrallinie der LED.
Das ist dann aber genau die, die auch im LED DB steht.
Du könntest wahrscheinlich eher die LEDs benutzen um die Qualität Deines 
Spektrometers zu bewerten.

Schau Dir mal das CIE Diagramm an:
https://de.wikipedia.org/wiki/CIE-Normvalenzsystem#/media/Datei:CIE-Normfarbtafel.png

OHNE die WW Led, d.h. wenn R, G und B LED sich mischen um Weiß zu 
machen, passiert folgendes:
Jede dieser LEDs sitzt in einer der drei 'Ecken' des CIE Diagramms.
Nicht genau in den Ecken, sondern da wo ihre spezielle Wellenlänge ist.

Nun steuerst Du die jeweilige LED an und 'ziehst' quasi das Spektrum an 
einen Punkt, der auf der Linie des schwarzen Strahlers liegt.
A: Man erreicht nie alle Farben, weil man nur in der Dreiecksbeziehung 
der drei LEDs steuern kann.
B: Die stark schwankende INTENSITÄT der LEDs wiegt weit schwerer als das 
sich nur minimal verandernde Spektrum der LED.
C: Je weiter man in die Mitte des Diagramms kommt um so heller kann die 
Farbe leuchten, weil mehr LEDs beteiligt sind. Am Rand wirds dunkel.

Die Qualität des weißens Lichts ist gelinde gesagt bescheiden, weil es 
nur aus drei scharfen Nadeln im Spektrum besteht. Dazu ist das 
ineffizient.
Also mischt man die Weiße LED dazu, die aber nicht genau auf der Linie 
des schwarzen Strahlers liegt, sondern irgendwo grob im bereich mit 
großer Exemplarstreuung die sich zum großen Teil aus der Variation der 
Schichtdicke des Phosphorsbeschichtung ergibt.

Die Beziehung dieser 4 unterschiedlichen Lichtquellen ist äußerst 
komplex.
Du könntest jede einzelne RGBW LED vermessen und eine Tabelle mit 
Korrekturwerten für alle 4 Farben erstellen, die dann nur für diese eine 
LED Gültigkeit hat.
Aber das ist nur die halbe Miete.
Alle diese LEDs verlieren bei steigender Temperatur an Intensität, aber 
nicht alle gleichmäßig. Am stärksten fällt Rot ab.
D.H. je länger und intensiver die RGBW LED angesteuert wird um so 
stärker driftet sie in den kalten Bereich.

Es gibt LEDs für hochwertige Beleuchtung eng selektiert zu kaufen und es 
gibt diese billo Buntlicht / Display LEDs die Du gerade vermessen 
willst.
Mit keinem Aufwand lässt sich eine unselektiert verbaute LED 
gesundtesten.

Selbst mit hochwertigen LEDs und gehörigem Schaltungsaufwand muss man 
mit Abstrichen Leben.

von Sebastian W. (wangnick)


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Hugo H. schrieb:
> Ich frage mich, warum Du nicht mal ein wenig herumschaust, wie es andere
> gemacht haben.

Hab ich, hab ich.

Frank E. schrieb:
> In prof. Spektrometern werden aber
> monochrome CCD-Zeilen (also ohne störendes Bayer-Filter) eingesetzt.
> Hast du das noch vor?

Eventuell; ein TCD1304AP (https://www.ebay.de/itm/394814910832) liegt 
schon in meiner Wunschliste.

J. T. schrieb:
> Ich würde vermuten, der Fakt dass dein Spalt ohne Kollimator eine mehr
> oder weniger Punktquelle sieht mit einem Öffnungswinkel x für den Spalt,
> und der Kollimator daraus einen parallelen Strahlengang macht.

Anbei noch einmal ein Ausschnitt des streifigen Spektrumfotos aus der 
Nikon. Mir scheint, dass die Streifenfrequenz zum Blauen hin zunimmt. 
Was sieht man hier?

Carypt C. schrieb:
> Darauf ist dann auch der Sensor (rechts)
> mit abgebildet ? Was ist das für ein Sensor.

Das ist ein neuer Versuch mit einem ESP32-CAM mit OV2640 mit 
Standardlinse, aus der ich den IR-Filter entfernt habe (war nicht so 
einfach, weil der IR-Filter vor der Linse war und aus Glas bestand).

Frank E. schrieb:
> Das Ganze ist m.W. so zu justieren, dass mittels Linse bzw. Objektiv ein
> Abbild des Spaltes (zunächst ohne Gitter) genau in der Sensorebene
> scharf abgebildet wird.

Dazu bräuchte ich einen Schwenkarm für die Kamera, dessen Achse parallel 
zum Spalt genau durch die Diffusorfolie läuft. Da wird es dann etwas 
haarig mit Lego :)

Mal sehen. Ich werde, zusätzlich zum Einbau der Kollimatorlinse, dann 
auch noch überprüfen wie sich die Spaltbreite auf diese ominöse 
Streifigkeit auswirkt.

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Carypt C. (carypt)


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Das Spektrum ist interessant, es hat eine vertikale Streifung, deren 
Abstände zum roten hin breiter werden. Jeh, wie kömmt das. 
Beugungsgitter-struktur ? oder sind das jpeg-Komprimierungsartefakte,

Gehe ich davon aus, daß der Leuchtstoff der 3-Farben Leddioden eher nur 
im blauen Bereich zur Farberzeugung nötig ist, würde ich sagen, daß dies 
als größere Ausdehnung mit abgebildet ist.

Natürlich ist ein Leuchtpunkt oder eine Leuchtlinie genauso auch als 
Punkt- oder Schlitzblende zu verstehen, mit den dazu gehörigen 
Beugungsfiguren.

Vielleicht gibt es noch Reflektionen im Schutzglas des Sensors.

von Michael B. (laberkopp)


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Sebastian W. schrieb:
> Anbei ein Foto des aktuellen Aufbaus, und ein Bild der Spektren von vier
> SK6812-RGBW-5050-LEDs von Loamlin mit Nikon D90 und Micro Nikkor 60mm
> f/2.8.
> Zum Aufbau: Links sind vier LEDs übereinander angeordnet, deren Farbe
> ich steuern kann.

LED deren Farbe man steuern kann möchte ich auch gerne.

Ein Spektrum mit etwas aufnehmen zu willen, dass selbst das Spektrum mit 
Farbfiltern in 3 Kanäle aufteilt ist ... gewagt.

Ein Spektrum am Beugungsgitter ist simpel
https://www.thalia.de/shop/home/artikeldetails/A1060838067

Eine Linse ist immer etwas kompliziert, weil sie das Licht wie ein 
Prisma lichtwellenabhängig bricht. Üblich sind daher Oberflächenspiegel, 
die reflektieren auch nah-UV und nah-IR.

Und als Sensor bleibt wohl nur eine Siliziumphotozelle mit leider selbst 
lichtwellenabhängiger Empfindlichkeit. Man muss dazu nicht eine 
Photodiode motorisch verfahren, sondern es gibt Liniensensoren wie 
ILX554A, die angeblich für Spektrometer gut geeignet sind.

von Thomas W. (dbstw)


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Ich habe ja keine Ahnung was Du da aufbaust und was Du willst. Du 
muesstest (wenn Du ein Gitter-Spektroskop bauen willst) die 0. Ordnung 
(vulgo Farbe der Lampe) sehen (Wenn Du weiss leuchtest, musst die 
0.Ordung weiss sein). Und dann nimmst Du die Formeln aus dem Skript (das 
ich Dir gezeigt habe) und guckst nach, wo Du die 1.Ordnung findest (das 
sind im Endeffekt Bilder des Spaltes).

Hast Du Dir z.B. den Wikipedia-Artikel zum Optischen Gitter 
durchgelesen? (https://de.wikipedia.org/wiki/Optisches_Gitter) Optisches 
Gitter war bei mir Schulstoff 12.Klasse.

Hast Du vielleicht einen Laser-Pointer griffbereit? Der ist 
einigermassen Monochrom und Du kannst Deinen Aufbau pruefen (635nm)?

von Sebastian W. (wangnick)


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Michael B. schrieb:
> Ein Spektrum mit etwas aufnehmen zu willen, dass selbst das Spektrum mit
> Farbfiltern in 3 Kanäle aufteilt ist ... gewagt.
>
> Ein Spektrum am Beugungsgitter ist simpel
> https://www.thalia.de/shop/home/artikeldetails/A1060838067
>
> Eine Linse ist immer etwas kompliziert, weil sie das Licht wie ein
> Prisma lichtwellenabhängig bricht. Üblich sind daher Oberflächenspiegel,
> die reflektieren auch nah-UV und nah-IR.
>
> Und als Sensor bleibt wohl nur eine Siliziumphotozelle mit leider selbst
> lichtwellenabhängiger Empfindlichkeit. Man muss dazu nicht eine
> Photodiode motorisch verfahren, sondern es gibt Liniensensoren wie
> ILX554A, die angeblich für Spektrometer gut geeignet sind.

Es gäbe ja auch noch den C12666MA von Hamamatsu. Aber da lerne ich dabei 
ja nichts ...

LG, Sebastian

von Rainer W. (rawi)


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Sebastian W. schrieb:
> Die Gitterkonstante variiert also mit dem Winkel des auftreffenden
> Lichts.

Nein, die Gitterkonstante ist eine Eigenschaft deines Gitters und sagt, 
wie groß der Abstand zwischen zwei Linien ist.

Zu deiner Ausleuchtung:
Das Gitter muss möglichst in voller Breite von einem parallelen 
Lichbündel getroffen werden, d.h. mit der ersten Linse/Spiegel vor dem 
Gitter sorgst du dafür, dass der Spalt nach Unendlich abgebildet wird. 
Eine zweite Linse hinter dem Gitter erzeigt dann ein Bild des Spaltes 
auf dem Detektor.

Wegen der Streifen: Guck mit dem Sensor eine diffus leuchtende Fläche an 
und bestimme damit die Empfindlichkeit jedes einzelnen Pixels 
(Flat-Field). Sind dort die Streifen auch sichtbar?
Wie sieht es mit Dunkelstrom und Offset deines Sensorsignals aus?

von Sebastian W. (wangnick)


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Thomas W. schrieb:
> und guckst nach, wo Du die 1.Ordnung findest (das
> sind im Endeffekt Bilder des Spaltes)

Das Nikon-Foto ist ein Foto der 1. Ordnung. Das Objektiv was dabei auch 
auf den Spalt scharf gestellt. Ich habe jetzt eine simple 
Kollimatorlinse platziert, und die horizontale Unschärfe scheint weniger 
zu werden. Allerdings ist es im Hobbyraum gerade zu hell, ich muss für 
genauere Fotos auf die Nacht warten. Dazu ist die Kollimatorlinse 
zunächst eine einfache Lupe und kein Achromat. Aber eine Tendenz wird 
sich erkennen lassen.

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Sebastian W. (wangnick)


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Rainer W. schrieb:
> Nein, die Gitterkonstante ist eine Eigenschaft deines Gitters und sagt,
> wie groß der Abstand zwischen zwei Linien ist.

Und wenn das Licht (wegen bisher fehlendem Kollimator) teilweise schräg 
aufs Gitter fällt? Dann sind die Linien für dieses Schräglicht doch 
dichter beinander?

LG, Sebastian

von Carypt C. (carypt)


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Also es gibt keine Direktabbildung auf den Sensor, immer ist eine Linse 
vor dem Sensor ? ok.

Die Streifen: man könnte vermuten die Maxima der Einzelspalte addieren 
sich in dem streifigen Muster.

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Sebastian W. schrieb:
> C12666MA
Immer noch die Frage was Du damit sehen willst.
Die Daten der SK6812 stehen im DB.
Nichts anderes wirst Du messen.

von Rainer W. (rawi)


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Sebastian W. schrieb:
> Dann sind die Linien für dieses Schräglicht doch dichter beinander?

Ja und?
Das ändert aber nichts an den Eigenschaften deines Gitters.

Wie es wirkt, hängt von deinem genauen Aufbau ab. Optische Gitter 
bestehen oft auch aus dicht nebeneinander liegenden, schräg gestellten 
Spiegelflächen, so dass mehr Licht in bestimmte Richtungen "gestreut" 
wird (Blazegitter). Das musst du ggf. bei deinem Design auch 
berücksichtigen.

von Rainer W. (rawi)


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Michael schrieb:
> Die Daten der SK6812 stehen im DB.
> Nichts anderes wirst Du messen.

Falsch.
Im DB stehen typisch und garantierte Daten. Ein einzelner SK6812 kann 
innerhalb der durch das DB gegebenen Grenzen irgendwo liegen.

von Thomas W. (dbstw)


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Sebastian W. schrieb:
> Thomas W. schrieb:
>> und guckst nach, wo Du die 1.Ordnung findest (das
>> sind im Endeffekt Bilder des Spaltes)
>
> genauere Fotos auf die Nacht warten. Dazu ist die Kollimatorlinse
> zunächst eine einfache Lupe und kein Achromat. Aber eine Tendenz wird
> sich erkennen lassen.

Das spielt ja keine Rolle, der Kollimator steht vor dem Gitter (es sei 
denn, es waere eine Fanta-Flasche). Der Trick ist halt, dass die 
Lichtquelle (Deine LED) im Fokus der Linse ist, so dass das Licht 
einigermassen parallel auf das Gitter trifft. Und die Idee ist auch, 
dass Du moeglichst viele "Gitterstaebe" beleuchtest.

von Thomas W. (dbstw)


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Deine LED/Deine Lichtquelle muss natuerlich im Fokus des Kollimators 
sein. Wenn Du vier LEDs uebereinander montierst, hast Du natuerlich 
mindestens drei LEDs ausser Focus (Focus is overrated). Die werden dann 
natuerlich ganz wo anders hin abgebildet (siehe z.b. 
https://de.wikipedia.org/wiki/Geometrische_Optik, oder 
Bergmann/Schaefer, Optik oder Born, Optik).

Geometrische Optik fand ich immer gut!

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Rainer W. schrieb:
> Ein einzelner SK6812 kann
> innerhalb der durch das DB gegebenen Grenzen irgendwo liegen.

Sag ich doch.
Die Daten (und der Bereich der Abweichung) steht im DB.
Und was bringen die Daten einer einzelnen SK6812?

DIE SK6812 gibt es auch nicht.
Das Teil wird von X Herstellern mit X Datenblättern unter genau der 
Nummer vertrieben und selbst wenn ich eine Charge eines LED Strips 
vermesse sagt das nichts darüber aus ob der daneben im Karton aus einer 
anderen Charge mit eineren anderen SK6812 kommt.

Mir ist das Ziel des TO nicht klar.
Es ist einfach nicht möglich bei irgendwelcher Aliexpress Ware von der 
einen Qualität auf die andere zu schliessen.
Wenn man geringe Farbabweichungen benötigt, ist das baubar.
Es ist aber nicht ertestbar wenn der Lieferant sich aus ständig 
wechselnden Quellen bedient bzw. diese Quellen keine gleichbleibende 
Quali liefern.

von Sebastian W. (wangnick)


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Michael schrieb:
> Mir ist das Ziel des TO nicht klar.

Ich habe zwei recht klare und noch ein etwas unklareres Ziel.

Die zwei klaren Ziele sind, LED-Lieferungen grob auf Einhaltung von 
Farbtemperatur und CRI-Angabe zu überprüfen. Für das erstere könnte der 
AS7343 (nach Bestimmung und Anwendung der Kalibrationsfaktoren) 
ausreichend sein. Für das zweitere soll das Spektrometer, und dann der 
spektrale Vergleich des LED-Weiß z.B. mit einem Halogenleuchtmittel, 
dienen.

Das etwas unklarere Ziel ist, bei weiteren Bestellungen bei denselben 
Lieferanten eine maximal akzeptable Abweichung zu vorherigen Lieferungen 
zu vereinbaren. BTF zum Beispiel hat mir zugesagt, dass Folgelieferungen 
von der vorherigen nicht zu unterscheiden sein werden. Und sollte das 
dann nicht der Fall sein, dann möchte ich in der Lage sein, das 
nachweisen zu können. Mit allen Vorbehalten, was die Erfolgsaussichten 
dabei angeht ...

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Sebastian W. schrieb:
> BTF zum Beispiel hat mir zugesagt, dass Folgelieferungen
> von der vorherigen nicht zu unterscheiden sein werden.

Erstaunlich!
Nicht unterscheidbar bedeutet eine Abweichung innerhalb einer MacAdam 
3Step Ellipse. Das ist die höchste Selektion die man für Geld noch 
kaufen kann.
Ist m.E. überhaut nur für eine Weiße LED möglich, nicht aber für eine 
RGBW mit aditiver Farbmischung und dann auch nur an einem Punkt im CIE 
Diagramm.

Du solltest innerhalb einer Liefercharge bereits deutliche 
Farbunterschiede zwischen den LEDs erkennen können.
(niedrige Dimmstufe, Difusor, z.B. normales weißes Papier über die Leds 
legen und direkt draufschauen.
Das 'nicht unterscheidbar' könnte also auch bedeutet das jede Charge 
genau so schlecht ist wie die vorhergehende und die Abweichungen nicht 
größer sein können, weil sie eh schon die volle Serienstreuung abdecken.

Da wird Dir Dein Spektrometer nicht helfen, wenn es nicht auch die 
zuverlässige Messung der Intensität ermöglicht und Du eine Formel 
ersinnst wie aus all dem was sich da Überlagert ein Weißwert errechnet 
wird.

Ich würde das ganz anders angehen.
A: LEDs nie so montieren das man in die LEDs oder auf einen direkt 
beleuchteten Diffusor schaut.
Da sind Unterschiede schonungslos zu sehen.
Immer indirekt beleuchten und einen Mindestabstand definieren ab dem es 
homogen wird,

B:
Zur Bewertung der neuen Charge legts Du dir einen Streifen zurück, bei 
dem Du die beiden stärksten Abweichungen markiert hast.
Das wird die Referenz und an dem wird die neue Charge bewertet.

von Sebastian W. (wangnick)


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Michael schrieb:
> Das 'nicht unterscheidbar' könnte also auch bedeutet das jede Charge
> genau so schlecht ist wie die vorhergehende und die Abweichungen nicht
> größer sein können, weil sie eh schon die volle Serienstreuung abdecken.

Das denke ich auch.

Michael schrieb:
> [Vorschlag A, B]

Klingt sehr sinnvoll!

LG, Sebastian

von Sebastian W. (wangnick)


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Sebastian W. schrieb:
> Michael schrieb:
>> Das 'nicht unterscheidbar' könnte also auch bedeutet das jede Charge
>> genau so schlecht ist wie die vorhergehende und die Abweichungen nicht
>> größer sein können, weil sie eh schon die volle Serienstreuung abdecken.
>
> Das denke ich auch.

Höchstwahrscheinlich interpretiere ich einfach zu viel in die Antwort 
des Händlers hinein:

Frage: "Dear Seller, can you help me with a question, please? I have 
received the LED strip SK68125M60RGBWW"B30" in good order. It is working 
well, and is producing a nice bright and not too yellowish warm-white. 
But warm-white is quite a range of tints of white. Therefore, can I 
somehow make sure that you provide exactly the same kind of warm-white 
with my next order, such that I can use strips from different orders 
next to each other without seeing any difference in the color 
temperature of the white ("B30" = 3000K)? Many thanks in advance for 
your help. Kind regards,"

Antwort BTF Lighting Official Store: "Dear friend, it is the same as 
your last order."

LG, Sebastian

von Rainer W. (rawi)


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Sebastian W. schrieb:
> Und wenn das Licht (wegen bisher fehlendem Kollimator) teilweise schräg
> aufs Gitter fällt?

Wenn es unterschiedlich schräg drauf fällt, verschlechterst du das 
spektrale Auflösungsvermögen.

> Dann sind die Linien für dieses Schräglicht doch dichter beinander?

Für das Spektrum kommt es auf den Gangunterschied zwischen zwei Strahlen 
hinter dem Gitter an. Bei Schräglicht musst du einmal einen vernünftigen 
Grundriss von deinem optischen Aufbau genau daraufhin abklopfen.

Sebastian W. schrieb:
> Das Objektiv was dabei auch auf den Spalt scharf gestellt.

Wieso Objektiv? Auf welchen Spalt? Ohne eine Zeichnung vom Strahlengang 
ist das alles etwas unklar.
Der Kamera-Chip selber fungiert doch als Austrittsspalt. Du willst doch 
das ganze Spektrum erfassen.

von Tom (tom_major)


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Rainer W. schrieb:
> er Kamera-Chip selber fungiert doch als Austrittsspalt.

Unsinn! Es gibt keinen "Austrittsspalt"! Vor dem Chip muss ein Objektiv 
sein (teilweise hier auch Linse genannt), die den Spalt scharf auf dem 
Chip abbildet! Dazwischen steht das Gitter, das den Lichtstrahl a) 
ablenkt und b) ins Spektrum auffächert. Beim visuellen Spektrograph 
kommt statt Chip eine Okularlinse und dahinter das Auge. Objektiv+Okular 
stellen dann ein Fernrohr dar, mit dem man den Spalt bzw. das Spektrum 
vergrößert betrachten kann. Beim Chip sollte natürlich drauf geachtet 
werden, dass eine Achse exakt parallel zum Spalt liegt, damit pro 
Pixelreihe eine Wellenlänge abgebildet wird.

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Sebastian W. schrieb:
> "Dear friend, it is the same as
> your last order."

Das hat keinerlei Aussagekraft, weil der keine Ahnung hat was Du willst.
Das ist irgendein kleiner Wicht und alles was er weiß ist das Du das 
Produkt SK68125M60RGBWW"B30" gekauft hast.
Und wenn SK68125M60RGBWW"B30" morgen eine Reiseschreibmaschine mit 
Schonwaschgang ist schaut der auf die Nummer und sagt:
"Dear friend, it is the same as your last order."

Irgendjemand ca. 50 Hierachiestufen weiter weiß welche LEDs dafür 
gekauft wurden aber an den wirst Du nie herankommen.
Jeder andere in der Kette weiß genau so viel das er verletzungsfrei über 
den Tag kommt. Es gibt nicht mal eine Garantie das Du immer mit dem 
gleichen schreibst. Das sind Sales Droiden die maximal die Zusendung 
eines neuen Produktes auf Garantie auslösen können.
Von LEDs habe die so viel Ahnung wie das durchschnittliche Deutsche 
Telefonmäuschen im Call Center das für 20 Firmen an den Apparat geht.
Du bist immer 'my friend' und jede Antwort bedeutet 'ja, alles ist gut'.
Und wenn so garnichts gut ist und Du massiv ungehalten wirst nach dem 
42ten Versprechen das nie gehalten wird, endet die Kommunikation.

Frag mal wer der Hersteller der LED ist, frag nach einem DB, frag nach 
dem Rank und Binning der Charge.
Die Antwort wird mit der Frage nichts zu tun haben, aber sehr freundlich 
sein. Als ob der wüsste was ein Rank ist oder wer den Schrott überhaupt 
herstellt für den er da Email Support macht.

Schon im Kontakt mit USA muss man sich ganz, ganz erheblich Umstellen 
welchen Wert Aussagen habeb und wie es mit der Qualifikation der 
Kontaktpersonen aussieht.
Asien ist dagegen nochmal faktor 100.
Du bekommst das Produkt das Du bekommst. Bekommst Du beim nächsten mal 
eines das dir nicht gefällt, kannst Du es vielleicht zurückgeben.
Mehr kannst Du nicht erwarten.

Das ist China Rollenware. Die produzieren ein paar KM davon am Tag und 
die Farbtreue kümmert keine Sau.
BTF ist ein Reseller. Es nicht mal klar ob die irgendwas davon selbst 
bauen.

von Sebastian W. (wangnick)



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Nochmal zu meinem Aufbau mit der Nikon als Kamera:

Lichtquelle -~2cm-> Diffusor -~2cm-> Spalt -~11cm-> Kollimatorlinse 
-~10cm-> -~16°-> Beugungsgitter -~16°-> -~3cm-> Vorderkante Objektiv 
Nikon.

Der Spalt ist laut Fühlerlehre weiter als 100um und schmaler als 150um.

Das Beugungsgitter (1000 l/mm) ist also um 16° aus der optischen Achse 
gedreht (sonst stößt das Objektiv gegen den Rahmen), und die Kamera um 
etwa 32° um das Beugungsspektrum 1. Ordnung zu erfassen.

Als Kollimator verwende ich hier eine einfache Lupenlinse mit 60mm 
Durchmesser und einer Brennweite von 120mm. Sie ist absichtlich etwas 
näher am Spalt, damit ich am Objektiv die beste Schärfe noch gerade 
einstellen kann. Das Objektiv ist ein AF Micro Nikkor 60mm f/2.8 mit 
Entfernungseinstellung 1.5m (also ganz knapp vor unendlich für parallel 
einfallende Strahlen).

Allerdings ist der Effekt der Kollimatorlinse eher minimal. Durch die 
doch schon recht große Entfernung der Beugungsfolie vom Spalt fallen die 
Lichtstrahlen, die letztendlich vom Objektiv erfasst werden, eh schon 
sehr parallel auf die Folie. Und die Linse führt zu Verzerrungen im 
Strahlengang und wohl auch im Spektrum. Die Streifigkeit verringert sich 
allerdings stark. Anbei zwei Fotos eines E27-LED-Leuchtmittels von Ikea, 
einmal mit und einmal ohne Kollimator. Ich habe dieses Leuchtmittel dann 
auch benutzt, um auf die spektralen Linien scharf zu stellen.

Im dritten Bild meine aktuellen Ergebnisse für verschiedenes Licht, 
mit Kollimatorlinse.

Ich würde diese Spektren gerne etwas detaillierter gegeneinander 
auswerten. Ich habe von der Software Theremino gehört und ausprobiert, 
es allerdings nicht geschafft da hinein Bilder zu laden. Selbst ein 
Umweg über OBS Studio als virtuelle Kamera hat nicht funktioniert. Und 
dann habe ich noch von Midas gehört, das aber noch nicht probiert. Weiß 
jemand, wie Theremino mit externen Bilddateien gefüttert werden kann?

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Sebastian W. (wangnick)


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Michael schrieb:
> Schon im Kontakt mit USA muss man sich ganz, ganz erheblich Umstellen
> welchen Wert Aussagen habeb und wie es mit der Qualifikation der
> Kontaktpersonen aussieht.

Es gibt auch positive Überraschungen. Ich habe bei Thomann 
Diffusorfolien von Lee Filters 
(https://leefilters.com/lighting/diffusion-packs/) gekauft, und deren 
Kundendienst um eine Grafik zur Spektralantwort gebeten. Zwei Stunden 
später erhalte ich die Grafik, zusammen mit einer Excel-Tabelle mit den 
Durchlässigkeitsfaktoren jeder der drei Produkte für jeden Nanometer von 
380 bis 780. Wow! Na gut, die sind aus GB und nicht USA ...

LG, Sebastian

von Rainer W. (rawi)


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Tom schrieb:
> Unsinn!

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Rainer W. schrieb:
> Das Gitter muss möglichst in voller Breite von einem parallelen
> Lichbündel getroffen werden, d.h. mit der ersten Linse/Spiegel vor dem
> Gitter sorgst du dafür, dass der Spalt nach Unendlich abgebildet wird.
> Eine zweite Linse hinter dem Gitter erzeugt dann ein Bild des Spaltes
> auf dem Detektor.

von Tom (tom_major)


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Rainer W. schrieb:
> Gelesen?

Ja! Aber es gibt keinen "Austrittsspalt"! Nur das ins Spektrum 
aufgefächerte Bild des Eintrittsspalts in der Bildebene.

Ich habe selber Zugriff auf ein (betagtes) Zeiss-Spektroskop und weiß 
wie das funktioniert.

von Sebastian W. (wangnick)


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Thomas W. schrieb:
> Wenn Du vier LEDs uebereinander montierst, hast Du natuerlich
> mindestens drei LEDs ausser Focus

Das verstehe ich nicht. Erstens befinden sich alle vier LED-Gehäuse (mit 
jeweils einer R,G,B,W-LED) übereinander auf einer gemeinsamen Ebene. 
Zweitens beleuchten diese LEDs zunächst eine Diffusorfolie, und diese 
Folie bildet wiederum eine senkrecht zur optischen Achse stehende Ebene. 
Und drittens (meine ich) muss man eh auf den Spalt fokussieren, und 
nicht auf die Lichtquelle dahinter. Oder?

LG, Sebastian

von Sebastian W. (wangnick)


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Tom schrieb:
> Ja! Aber es gibt keinen "Austrittsspalt"! Nur das ins Spektrum
> aufgefächerte Bild des Eintrittsspalts in der Bildebene.

Ich denke ihr meint beide dasselbe. Die Kamera befindet sich an der 
Stelle wo bei einem Spektroskop das Okular wäre, und "sieht" durch ihr 
Objektiv einen spektral aufgefächertes Bild des Spalts, ohne Kollimator 
in der Entfernung der Linie Spalt - Gitter - Kamera, mit Kollimator im 
Unendlichen. So habe ich es zumindest von euch beiden verstanden.

Nur wie genau die Streifigkeit meiner Bilder entsteht ist mir immer noch 
unklar. Ist aber vielleicht auch nicht so wichtig, das dadurch 
entstehende Wellenkräuseln des Spektrums kann man sicher rausrechnen.

LG, Sebastian

von Thomas W. (dbstw)


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Sebastian W. schrieb:
> Thomas W. schrieb:
>> Wenn Du vier LEDs uebereinander montierst, hast Du natuerlich
>> mindestens drei LEDs ausser Focus
>
> Das verstehe ich nicht. Erstens befinden sich alle vier LED-Gehäuse (mit
> jeweils einer R,G,B,W-LED) übereinander auf einer gemeinsamen Ebene.

Da hatte ich Dich verfolgreich missverstanden: Auf Deinem ersten Photo 
hast Du (linker Hand) vier "Dinge", ich dachte vier LEDs uebereinander 
montiert.

Wenn Du eine LED (mit drei Farben) benutzt, sollte es mehr als genug 
punktfoermig sein.

von Werner H. (werner45)


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habe nur überflogen...
Die Probleme könnten im Spektrometer-Aufbau liegen. Gitter oder Prismen 
benötigen grundsätzlich Parallelstrahlen zum ordentlichen funktionieren.
Ein schräg verlaufendes Spektrum liegt an der Stellung des Gitters, 
dessen Furchen genau parallel zum Eintrittsspalt liegen müssen 
(justierbar).
(habe in 30 Jahren einige hundert Spektrometer gereinigt/justiert, 
allerdings industriell hergestellte diverser Art).

Die Konstruktions-Grundlagen sind in Optik-Lehrbüchern beschrieben.
Leider sind viele gute Links aus dem inet verschwunden (worden), aber 
einiges findet man noch, z.B.:
https://www.spektrum.de/lexikon/optik/gitteraufstellung/1166

https://www.edmundoptics.de/knowledge-center/application-notes/optics/all-about-diffraction-gratings/

von Carypt C. (carypt)


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Kompressionsartefakte sehen so aus: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Diskrete_Kosinustransformation

in dieser Zulassungsarbeit ist ein Handy-Spektrometer konstruiert, es 
kommt aber ohne Kollimatorlinse aus. Die einzige Linse ist die 
Handylinse, wobei ich auch annehme, daß sie nicht auf das Beugunggitter 
fokussiert, sondern durch das Gitter hindurch auf den Spalt ?  Das 
Spektrum scheint aber auch verwaschen, bis auf die Spektren der 
Linienlampen. https://www.ipp.mpg.de/handyspektrometer
https://www.ipp.mpg.de/4071579/Funktionsprinzip.pdf

von Tom (tom_major)


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Bei der Inventuraufnahme heute habe ich gezählt, dass wir fünf derartige 
Bausätze haben
https://astromedia.de/Das-Handspektroskop
Da kann ich ja glatt mal einen zusammenbauen, zumal ein Gitter mit 
derselben Auflösung wie der TO drin ist. Und einige LEDs tummeln sich 
auch in der Bastelkiste.

von Rainer W. (rawi)


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Tom schrieb:
> Ja! Aber es gibt keinen "Austrittsspalt"!

Jede Spalte des Bildsensors arbeitet als Austrittsspalt, weil die Kamera 
über alles Licht, dass auf einem Pixel landet, mittelt. Das gilt bei 
sauberer Ausrichtung der Kamera für alle Pixel der Sensorspalte in 
gleicher Weise. Die effektive "Austrittsspaltbreite" dürfte damit im 
Bereich weniger Mikrometer liegen. Falls das Bild des Eintrittsspaltes 
dort breiter ist, wird das Spektrum durch den Sensor überabgetastet, was 
nicht schaden muss, aber auch keinen nennenswerten Informationsgewinn 
bietet.

von Thomas W. (dbstw)


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Tom schrieb:
> Bei der Inventuraufnahme heute habe ich gezählt, dass wir fünf derartige
> Bausätze haben
> https://astromedia.de/Das-Handspektroskop
> Da kann ich ja glatt mal einen zusammenbauen, zumal ein Gitter mit
> derselben Auflösung wie der TO drin ist. Und einige LEDs tummeln sich
> auch in der Bastelkiste.

Habe ich vor vielen Jahren mal gemacht: Der Ergebnis war erstaunlich 
gut, 1000L/mm haben ausgereicht, dass man die drei LEDs einer RGB-Led 
sauber trennen konnte.

Ich hatte mir Laserpointer fuer die Kalibierung besorgt. Beim gleichen 
Verlag gibt/gab es auch ein Primen-Bausatz damit man die Unterschiede 
Gitter/Prisma sieht.

Lustiges und auch sinnvolles Spielzeug.

von Werner H. (werner45)


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Zum Kalibieren kann man sehr gut die gläsernen Energiesparlampen 
verwenden. Die Quecksilberlinien kommen gut sichtbar heraus, obwohl nur 
wenig Hg enthalten ist.

von Thilo R. (harfner)


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Falls Du tatsächlich Farbtemperaturen und CRI vergleichen willst, musst 
Du nicht nur die Frequenz/Wellenlänge kalibrieren, z.B. via 
Quecksilberlinien. Gibt es diese Lampen überhaupt noch?
Du willst ja auch Intensitäten vergleichen. Wie schon andere geschrieben 
haben, hat Dein Sensor ja auch eine spektrale Empfindlichkeit, die Du 
ebenfalls kalibrieren musst.
Dazu brauchst Du eine gute alte Glühlampe mit bekannter Temperatur des 
Glühfadens. Besorge Dir mal noch erhältliche Glühlampen. Ich meine auf 
den G10 stand eine Temperatur, damit habe ich vor über 10 Jahren mal ein 
Spektrometer kalibriert.

: Bearbeitet durch User
von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Werner H. schrieb:
> Zum Kalibieren kann man sehr gut die gläsernen Energiesparlampen
> verwenden. Die Quecksilberlinien kommen gut sichtbar heraus, obwohl nur
> wenig Hg enthalten ist.

Man kann auch die Natrium-Doppellinie nehmen, indem man in eine fast 
unsichtbare Gasflamme etwas Kochsalz gibt - die daraufhin hellgelb 
aufleuchtet ...

Zitat Wikipedia: "Bei genauerer Betrachtung zeigt sich, dass die 
Natrium-D-Linie in zwei dicht beieinander liegende Spektrallinien (auch 
als Dublett bezeichnet) aufgespalten ist, deren Wellenlängen 588,9951 nm 
(D2) und 589,5924 nm (D1) betragen."

von Sebastian W. (wangnick)


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Thilo R. schrieb:
> Falls Du tatsächlich Farbtemperaturen und CRI vergleichen willst, musst
> Du nicht nur die Frequenz/Wellenlänge kalibrieren, z.B. via
> Quecksilberlinien. Gibt es diese Lampen überhaupt noch?

Wir haben keine mehr. Flammenfärbung wäre wohl eine Alternative. Mal 
sehen, was von meinem Chemie-Experimentierkasten aus der Jugendzeit noch 
so übrig ist.

Thilo R. schrieb:
> Besorge Dir mal noch erhältliche Glühlampen.

Eine traditionelle Glühbirne und eine Halogenbirne sind noch vorhanden. 
Aber deren Spektren (siehe "gesamt.jpg" etwas weiter oben) sind mit 
bloßem Auge sehr sehr ähnlich. Auf der alten Glühbirne steht "2817 
FRANCE 60W 230V h049", aber ich glaube kaum dass es sich dabei um eine 
Spektralreferenz mit 2817K handelt.

LG, Sebastian

von Carypt C. (carypt)


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in dem Link von Werner45 zur Gitteraufstellung, wird von der 
"Aufstellung mit konischer Beugung" berichtet, das soll die Abwanderung 
der Energie in die nullte Beugungsordnung verhindern. Dabei wird 
anscheinend das Beugungsreflektionsgitter nicht in der senkrechten Ebene 
zur Gitterlinie angestrahlt sondern gekippt dazu, also schräger 
Lichteinfall und -ausfall.

Zur Energie in Beugungsmaxima vermute ich analog zu der Fresnelschen 
Zonenplatte (auch als Linse benützt 
https://en.wikipedia.org/wiki/Zone_plate), daß die Energie pro 
Maximum(ring) halbiert wird. 0-Ordnung 50% Energie, 1-Ordnung 25% 
Energie, 2-Ordnung 12,5% Energie. Ob das jetzt der Beugung oder der 
kugelförmigen Lichtausbreitung geschuldet ist, weiß ich mal nicht so 
genau. immerhin geht es bei der Zonenplatte um Überlagerung von 
Wellenbergen innerhalb der Kohärenzlänge. (ich meine aber zu erinnern, 
daß ich den Weg der Energieübertragung durch Blockieren auf die anderen 
Zonen umleiten kann (es hat eine Verbindung zum Phasenkontrast). (Das 
nullte Maximum überstrahlt meist das Bild, wohingegen im ersten Maximum 
die Details sitzen.)

Wie ist das mit der Energie in der schrägen Reflektion (konische 
Beugungs-aufstellung) an einem (vermutlich) planen 
Reflektionsbeugungsgitter zu verstehen. Ginge das auch mit einem 
(Durchlicht)Transmissiongitter wie hier ?

Welchen Effekt hat es auf die Spektraldarstellung ?

: Bearbeitet durch User
von Soul E. (soul_eye)


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Michael schrieb:
> Nicht unterscheidbar bedeutet eine Abweichung innerhalb einer MacAdam
> 3Step Ellipse. Das ist die höchste Selektion die man für Geld noch
> kaufen kann.
> Ist m.E. überhaut nur für eine Weiße LED möglich, nicht aber für eine
> RGBW mit aditiver Farbmischung und dann auch nur an einem Punkt im CIE
> Diagramm.

(Visuell) nicht unterscheibar bedeutet delta Cx, delta Cy <0,02. Das ist 
ungefähr was man bei Osram, Vishay, Dominant und Stanley als fine bins 
bekommt und damit Stand der Technik.

Natürlich ist der Weißpunkt nur ein Punkt im CIE-Diagramm. Bei 
RGB-Mischung muss man entweder die drei Grundfarben einzeln bewerten, 
dann kommen aber sehr unsportlich kleine Toleranzanforderungen raus, 
oder man kalibriert den Weißpunkt. Damit lässt sich dann wieder delta 
Cx, delta Cy <0,01 erreichen.


> Du solltest innerhalb einer Liefercharge bereits deutliche
> Farbunterschiede zwischen den LEDs erkennen können.

Wenn Du die mit dem Auge erkennen kannst, dann solltest Du den 
Lieferanten wechseln.

von Christoph E. (stoppi)



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Zum Kalibrieren eignen sich Energiesparlampen vorzüglich. Die bekommt 
man auf ebay-kleinanzeigen gebraucht für kleines Geld...

von Purzel H. (hacky)


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Ich wuerde das ganze Setup vereinfachen.
Eine LED, ein Spalt, ein Gitter, oder CD, eine Bildflaeche auf dem 
Sensor, das ganze Diffusor & Linsenzeugs braucht's nicht.
Die Nikon hat doch einen Fullframe Sensor 24x36mm, der sollte eigentlich 
genuegen. Grad da drauf scheinen

von Sebastian W. (wangnick)


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Purzel H. schrieb:
> Die Nikon hat doch einen Fullframe Sensor 24x36mm, der sollte eigentlich
> genuegen. Grad da drauf scheinen

Ich habe eine D90, das ist kein Vollformatsensor. Außerdem benutze ich 
die Nikon, um das Setup zu kontrollieren. Perspektivisch soll der Aufbau 
fix sein, also mit fest installiertem Sensor, ob nun CCD-Liniensensor 
(also monochrom) oder Webcam (also mit Bayer-Verfärbung). Aber meine D90 
möchte ich da nicht fest einbauen.

Außerdem muß der Spalt auf den Sensor abgebildet werden, das macht das 
Beugungsgitter nicht von allein. Insofern ist über Spalt, Gitter und 
Sensor hinaus zumindest eine Linse oder ein Spiegel nötig.

Heute bekomme ich einen Pico mit M12-Kamera, und später die Woche einen 
Satz M12-Linsen. Dann werde ich weitersehen. Und eine Energiesparlampe 
werde ich auch irgendwo noch auftreiben.

Und dann brauche ich noch ein Förderband, das die 300 LEDs meiner 
RGBW-Streifen an meinem Spektroskop zur automatischen Vermessung 
vorbeiführt ...

LG, Sebastian

von Carypt C. (carypt)


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Woanders las ich die Starter(-schalter) für 
Neonlampen(Quecksilberdampf-gasentladungsröhre) enthalten Neonfüllung. 
Sind die Stromprüferschraubenzieher-gasentladungslampen nicht auch Neon 
?

von Thomas B. (thombde)


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Carypt C. schrieb:
> Sind die Stromprüferschraubenzieher-gasentladungslampen nicht auch Neon
> ?

Ja, aber nur die in rot-orange strahlen das wahre Spektrum von Neon ab.
Die mit Flureszensschicht machen ja keinen Sinn.

von Thomas B. (thombde)


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von Manfred K. (4for)


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Hi Sebastian,
kennst du den thread?
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=17904.0

von Carypt C. (carypt)


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Zur Beugungseffizienz gibt es einen Wiki-artikel 
https://de.wikipedia.org/wiki/Beugungseffizienz , der mir 
verständnistechnisch nichts erklärt, eher noch die Weiterleitung zum 
Blazegitter https://de.wikipedia.org/wiki/Blazegitter, wo die ganze 
Energie in die erste Beugungsordnungs umgeleitet wird. Da wird der 
reflektierte Ausgangsstrahl in Richtung des Eingangsstrahles 
zurückgeschickt. Wie kann dies nun, daß die ganze Energie des 
Eingangsstrahles in Beugungsenergie umgewandelt werden ??   ich wills ja 
nicht vorgerechnet haben sondern nur vom Prinzip her verstehen, kann mir 
da jemand einen Hinweis geben ?

Beim schräg stehenden Transmissionsgitter müßten im Beugungsstrahl auch 
Phasenunterschiede sein, kann das zur Abschwächung führen ?

Wenn ich mir die Beugungmaxima anschaue, ist die Überlagerung 
phasengleicher Wellen die nullte Ordnung, die Überlagerung um 1 Phase 
verschobener Wellen die 1 Ordnung, die Spektralfarben. oder ?

Es wurde gefragt, warum das Spektrum so breit und verwaschen erscheint, 
und warum sich eine rhythmische Wiederholung der intensität einstellt 
(Streifen).
Es könnte sein die die Spaltbreite ist zu klein oder zu groß, ist die 
Spaltbreite zu klein könnte sich eine Überlagerung der interferenzmaxima 
zu einer rhythmischen Staffelung ergeben.

Wenn ich den Aufbau nun richtig verstehe, wird duch das Beugungsgitter 
hindurch mit der Linse des Sensors auf den Eingangsspalt fokussiert. 
Demnach könnte die Led direkt hinter dem Spalt sitzen, es sei denn man 
möchte zu viel indirektes Licht (Streulicht) im Strahlengang vermeiden.

Die Diffusorfolie verstehe ich nicht, sie ist nicht wirklich die 
Lichtobjektkontur verschwinden machend, also sich selbst zum 
Leuchtkörper machend, noch richtungsabhängige Strahlgänge verwischend. 
Es ist aber schwer eine noch stark lichtdurchlässige Folie zu finden, 
die keine Konturen erahnen läßt.
Kann es sein, daß man anstatt des Spaltes, die Led durch den Spalt 
hindurch fokussiert, durch die Beugung am Spalt erscheint das Bild der 
Led natürlich auch verschmiert größer.



Und wichtig !  Wie man hier sieht, habe ich mich geirrt, Entschuldigung. 
https://www.ursusmajor.ch/downloads/kalibration-mit-glimmstartern-v1.1.pdf
Die Neonröhren-Glimmstarter enthalten kein Neon, sondern Wasserstoff und 
Argon. danke Manfred K.

: Bearbeitet durch User
von Sebastian W. (wangnick)


Angehängte Dateien:

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Manfred K. schrieb:
> Hi Sebastian,
> kennst du den thread?
> https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=17904.0

Nein, interessant.

Carypt C. schrieb:
> Demnach könnte die Led direkt hinter dem Spalt sitzen, es sei denn man
> möchte zu viel indirektes Licht (Streulicht) im Strahlengang vermeiden.
> Die Diffusorfolie verstehe ich nicht, sie ist nicht wirklich die
> Lichtobjektkontur verschwinden machend, also sich selbst zum
> Leuchtkörper machend, noch richtungsabhängige Strahlgänge verwischend.

Das Problem ist, dass meine RGBW-LEDs (siehe angehängte Bilder) ja aus 
vier einzelnen LEDs bestehen, die in dem 5050-Gehäuse an 
unterschiedlichen Stellen sitzen. Und bei Positionierung der LEDs nahe 
am Spalt "sieht" die Kamera durch den Spalt hindurch ohne Diffusor immer 
nur eine der vier LEDs, und von den anderen nur deren Reflektion im 
5050-Gehäuse.

Ich habe am Wochenende einen neuen Spalt gebaut, den ich auf nur noch 3 
Nikon-D90-Pixel Breite eingestellt habe. Der vorherige Spalt war so 7 
Pixel breit. Entsprechend länger muss man natürlich belichten. Beim 
Vergleich der Spektren meiner Ikea-LED (die mit den markanten Streifen 
im Rotbereich) wird aber durch den schmaleren Spalt nur wenig an 
Zusatzinformation sichtbar. Übrigens reduziert der schmalere Spalt die 
Prominenz der Streifigkeit, und die Breite der Streifen scheint auch 
etwas geringer zu werden.

Nun habe ich am Anfang der Woche einen Pi Zero W und eine OV5647-Kamera 
bekommen. Ich würde das Spektrometer halt am liebsten kompakt halten. 
Allerdings gelingt es mit bisher nicht, die OV5647-Kamera am Zero zum 
Laufen zu bringen, siehe 
https://github.com/INNO-MAKER/CAM-OV5647/issues/1.

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Thomas B. (thombde)


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Wird der Minusbot von Putin gesponsert?
Oder verdient das Forum hier richtig Kohle damit?
Ich frage ja nur.
Ist doch legitim, oder?

von Sebastian W. (wangnick)


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Thomas B. schrieb:
> Wird der Minusbot von Putin gesponsert?
> Oder verdient das Forum hier richtig Kohle damit?
> Ich frage ja nur.
> Ist doch legitim, oder?

Bitte in diesem Faden beim Thema bleiben. Über den Minusbot gibt es 
genügend andere Threads zum Echauffieren.

LG, Sebastian

von Thomas B. (thombde)


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OK, kein Problem :-)

Also weiter mit dem Spektrometer.
Interessantes Thema.
Gefällt mir.

: Bearbeitet durch User
von Thomas W. (dbstw)


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Sebastian W. schrieb:

> Das Problem ist, dass meine RGBW-LEDs (siehe angehängte Bilder) ja aus
> vier einzelnen LEDs bestehen, die in dem 5050-Gehäuse an
> unterschiedlichen Stellen sitzen.

Ich nehme mal an, RGBW bedeutet "alle LEDs leuchten". Dann bleibt Dir 
nur ein Integrator, vulgo Diffuser. Natuerlich gibt es nix fuer umsonst: 
Die Belichtungszeit wird deutlich laenger (gucke bitte mal nach 
Ulbricht-Kugel, der Punkt "Homogene Lichtquelle").

Gruesse

Th.

von Roland D. (roland_d284)


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Moin,

Carypt C. schrieb:
> Zur Beugungseffizienz gibt es einen Wiki-artikel
> https://de.wikipedia.org/wiki/Beugungseffizienz , der mir
> verständnistechnisch nichts erklärt, eher noch die Weiterleitung zum

Bei der Formel für die Beugungseffizienz muss ein Fehler drin sein. Da 
steht ein d/2 drin, irgendwie muss aber ein d/lambda oder sowas drin 
sein, sonst ist das Ergebnis nicht dimensionslos.

> Blazegitter https://de.wikipedia.org/wiki/Blazegitter, wo die ganze
> Energie in die erste Beugungsordnungs umgeleitet wird. Da wird der
> reflektierte Ausgangsstrahl in Richtung des Eingangsstrahles
> zurückgeschickt. Wie kann dies nun, daß die ganze Energie des
> Eingangsstrahles in Beugungsenergie umgewandelt werden ??   ich wills ja
> nicht vorgerechnet haben sondern nur vom Prinzip her verstehen, kann mir
> da jemand einen Hinweis geben ?

Das Gitter hat eine verspiegelte Oberfläche auf der sich schiefe 
Dreiecke regelmäßig widerholen. Die einzelnen Teilspiegel stehen unter 
dem Winkel, dass sie jeweils das Licht in eine bestimmt Richtung 
bevorzugt spiegeln. Also nicht zurück zum einfallenden Licht. Und der 
unterschiedliche Lichtweg des von einer Treppenstufe reflektiertem 
Lichts zu dem von der nächsten Treppenstufe reflektierten Lichts beträgt 
genau eine Wellenlänge, um die herum man was messen will (z.B. 550nm).

> Beim schräg stehenden Transmissionsgitter müßten im Beugungsstrahl auch
> Phasenunterschiede sein, kann das zur Abschwächung führen ?

Hmm?
Bei schräg stehendem Gitter muss man diese Sinus und Cosinus-Rechnerei 
auf beiden Seiten machen. Das ändert nicht viel an der Abschwächung.

> Wenn ich mir die Beugungmaxima anschaue, ist die Überlagerung
> phasengleicher Wellen die nullte Ordnung, die Überlagerung um 1 Phase
> verschobener Wellen die 1 Ordnung, die Spektralfarben. oder ?

Ja.

> Es wurde gefragt, warum das Spektrum so breit und verwaschen erscheint,
> und warum sich eine rhythmische Wiederholung der intensität einstellt
> (Streifen).
> Es könnte sein die die Spaltbreite ist zu klein oder zu groß, ist die
> Spaltbreite zu klein könnte sich eine Überlagerung der interferenzmaxima
> zu einer rhythmischen Staffelung ergeben.

Könnte. Ich würde dieses hochfrequente Muster aber eher auf eine Wölbung 
des Interferenzgitters zurückführen.

> Die Diffusorfolie verstehe ich nicht, sie ist nicht wirklich die
> Lichtobjektkontur verschwinden machend, also sich selbst zum
> Leuchtkörper machend, noch richtungsabhängige Strahlgänge verwischend.
> Es ist aber schwer eine noch stark lichtdurchlässige Folie zu finden,
> die keine Konturen erahnen läßt.

Gerade bei RGB-LEDs sitzen die verschiedenen LED nicht am gleichen Ort. 
Ich denke, der Diffusor dient dazu, diese verschiedenen LED-Farben so zu 
mischen, das was richtungs- und positionsunabhängiges heraus kommt.

> Kann es sein, daß man anstatt des Spaltes, die Led durch den Spalt
> hindurch fokussiert, durch die Beugung am Spalt erscheint das Bild der
> Led natürlich auch verschmiert größer.

Wenn ich auf die LED fokussiere, würde ich im Spektrum keine Linien 
sondern Punkte sehen. Klar, man könnte auch dem Spalt weglassen, nur ist 
dann die Trennschärfe des Spektrometers schlecht, weil die LED viel 
größer ist, als ein Spalt es sein könnte.

Gruß, Roland

von Sebastian W. (wangnick)



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Hier ein kleiner Fortschrittsbericht.

Ich habe den Spektrometerprototypen umgebaut. Es gibt jetzt einen 
verstellbareren Spalt, einen Raspberry Pi Zero W, die Raspberry Kamera 
1.3 mit einem 12mm Objektiv anstelle des originalen (mit 
selbstgedrucktem M12-Adapter), die Hauptstrahlenwege sind in mattem 
schwarzen Karton eingefasst, die Kamera ist (relativ) fest montiert, und 
ein oberer Steg reduziert die Wölbbarkeit der Bodenplatte. Anbei ein 
Foto (bei dem der Kamerabereich aber noch nicht kartoniert ist).

Ich erhalte mit diesem Aufbau jetzt Spektralfotos wie das angehängte 
ikealed.12mm.png (hier ausnahmsweise in vollen 4MB). Der dazu verwendete 
Befehl lautet:
1
libcamera-still -n --width 2592 --height 1944 --mode 2592:1944:12:P --rawfull -e png -r -v 3 --shutter 1000000 --gain 1 --awbgains 1,1 --framerate 0 --sharpness 0 --immediate -o ikealed.12mm.png

Ich habe dann begonnen, die Spektralfotos auszuwerten. Anbei der 
aktuelle Stand meines spectrogram.py. Ich suche dabei im Bild nach den 
luminantesten Streifen mit 64 Zeilen Höhe und werte diese aus.

Die erzeugten Quasi-Spektrogramme sind natürlich massiv durch die 
Spektralantwort meines Gesamtaufbaus verzerrt, also durch Diffusor, 
Beugungsfolie, Objektiv, Mikrolinsen, Bayerfilter und Kamerasensor. Ich 
sehe zum Beispiel einen massiven Einbruch des Spektrums an der Gelbseite 
des Grün. Dieser Einbruch zeigt sich aber natürlich auch im 
Quasi-Spektrogramm meiner Halogenbirne, und lässt sich also womöglich 
herausrechnen. Die Effekte sind allerdings zum Teil auch vom Ort auf dem 
Bild abhängig.

Dazu kommt noch eine Verzerrung des Spektrums durch die nicht mehr zum 
Objektiv passenden Linsenkorrektur der Bildverarbeitungspipeline, die 
sich auch bei nur 64 Pixel Streifenhöhe wohl schon auswirkt.

Die Quasi-Spektren sind auch noch gar nicht in der Wellenlänge 
kalibriert. Die X-Achse zeight also pur die Pixelspalte auf dem Foto. 
Ich warte noch auf eine Osram Dulux EL Energiesparla ... äh, 
Spektroskopkalibriergerät.

Ich hänge dennoch mal zur Anschauung die Quasi-Spektren einer der 
Loamlin-SK6812-5050-RGBW-LEDs an.

Außerdem ist der Aufbau aus Lego weiterhin nicht ausreichend stabil, zum 
Beispiel gegen Torsion. Auch die Fassung der Beugungsfolie ist derart, 
dass die Folie nicht wirklich plan bleibt ... und dies könnte, danke 
dafür Roland!, die verbleibende Streifigkeit erklären.

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Thomas W. (dbstw)


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Wenn es nur Lego aus Duralumin gaebe...

Ich musste ein paar WS2812B als Flaechenstrahler einsetzen. Das "Weiss" 
war fast bei 7kK (7000K) Farbtemperatur, fuer mich nicht so richtig 
brauchbar. Aber gelernt habe ich: Achte auf die Qualitaet Deiner 
Strom-Versorgung!

Gruesse

von Sebastian W. (wangnick)



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Ich habe jetzt Energiesparlampen zur Kalibrierung des Spektrometers. Ein 
Python-Skript sucht im Spektralfoto der ESL die 436nm-, 546nm- und 
611nm-Linien, approximiert deren Verläufe als Polynome 2. Grades, 
approximiert dann linear die Koeffizienten dieser Polynome in 
Abhängigkeit von der Horizontalposition, und berechnet daraus ein 
Deformationskorrekturgitter wie im angehängten Bild gezeigt. Danach wird 
in den deformationskorrigierten Spektren erneut nach den Spektrallinien 
gesucht und die Umrechnung zwischen Pixelspalte und Farbfrequenz 
ermittelt.

Ich erhalte so dann die angehängten Quasi-Spektrogramme für die 
Energiesparlampe und eine 70W Halogenbirne.

Für letztere zeige ich sieben Intensitätsverläufe als Ausschnitte aus 
demselben Spektralfoto in unterschiedlichen Spalthöhen, skaliert auf den 
Höchstwert des jeweiligen Intensitätsverlaufs. Ich habe das 
Beugungsgitter durch einen anderen Ausschnitt aus dem 15x30cm-Bogen 
ersetzt und das Sichtfenster stark verkleinert, so daß eine etwaiige 
Wölbung des Gitters sich stark reduziert haben sollte. Dennoch ist auch 
hier immer noch gut die seltsame "Streifigkeit" erkennbar, die auch auf 
den Fotos mit der Nikon erkennbar waren.

Der nächste Schritt ist jetzt die Korrektur der Intensitäten über das 
Verhältnis zwischen der für die Halogenbirne ermittelten 
Spektralantworten und den bekannten (?) Spektralintensitäten einer 
Halogenbirne.

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Thomas W. (dbstw)


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Sieht doch alles sehr gut (besser als ich erwartet hatte, Dural-Lego 
gibt es ja nicht).

> Der nächste Schritt ist jetzt die Korrektur der Intensitäten über das
> Verhältnis zwischen der für die Halogenbirne ermittelten
> Spektralantworten und den bekannten (?) Spektralintensitäten einer
> Halogenbirne.

Ist nicht so trivial.

Gruesse

Th.

von Sebastian W. (wangnick)


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Thomas W. schrieb:
> Ist nicht so trivial.

Kann man für die Temperatur des einer 70W Halogenbirne äquivalenten 
schwarzen Strahlers nicht einfach 3200K annehmen?

LG, Sebastian

von Thomas W. (dbstw)


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Wenn es ihm reicht: Der Peak bei 600nm wird wohl am Glas liegen (das 
Glas der Halogenlampe). Ich wuerde einfach linear interpolieren.

Die richtige Loesung waere mit einem Ofen der dann Dein Spektroskop 
beleuchtet. Sehr aufwaendig.

Es ist fuer Sebastian egal: Da sich seine Anordnung nicht aendert, kann 
er die Spektren gut vergleichen. Fuer den gewuenschten Zweck halte ich 
es fuer gut genug, sogar besser als ich erwartet hatte.

von Sebastian W. (wangnick)



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Sebastian W. schrieb:
> Der nächste Schritt ist jetzt die Korrektur der Intensitäten über das
> Verhältnis zwischen der für die Halogenbirne ermittelten
> Spektralantworten und den bekannten (?) Spektralintensitäten einer
> Halogenbirne.

Ich habe Korrekturfaktoren ermittelt, die die Spektralantwort meines 
Geräts bei Beleuchtung mit einer 70W-Halogenbirne in ein Plancksches 
3200K-Schwarzkörperspektrum entzerren, und wende diese Korrekturfaktoren 
an, um aus den besten 64-Pixel-hohen Streifen des Spektralfotos jetzt 
"echte" (aber einheitslose) Spektrogramme zu generieren.

Anbei die Ergebnisse für a) vier Streifen aus dem Spektralfoto der 
70W-Halogenbirne, b) einen Streifen der 8W-Energiesparlampe, c) jeweils 
einem Streifen der Spektren der R,G,B und W-LED der SK6812-RGBW-LED von 
Loamlin, d) dito für die SK6812-RGBW-LED von BTF, e) ein Vergleich des 
Loamlin-W-Spektrums mit dem der Halogenbirne, und f) dito für das 
BTF-W-Spektrum.

Bei a), b), e) und f) ist jedes Einzelspektrum so skaliert, dass die 
Durchschnittsluminanz der Fläche im Bereich zwischen 420nm und 640nm 1.0 
ergibt.

Bei c) und d) zeigen die Einzelspektren die korrigierte aber ansonsten 
unskalierte Durchschnittsluminanz jeder entsprechenden Spalte im 
Streifen, so dass man die Intensitäten der LED-Spektren gegeneinander 
vergleichen kann.

Ich würde jetzt gerne aus den Spektrogrammen den CRI-Wert der W-LEDs von 
Loamlin und BTF ermitteln. Dazu sollte ich wohl zunächst aus dem 
Spektrogramm deren Farbtemperatur bestimmen, und dann den CRI-Wert aus 
der Different zum Schwarzkörperspektrum bei dieser Temperatur berechnen.

Kennt jemand die dazu nötigen Rechenschritte? Hier 
https://www.bs-ballasts.com/Workshop/N_Unzner/PDF/Lichtanalyse.pdf 
scheinen die Rechenwege gut erklärt, oder?

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Sven B. (scummos)


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Spektrum der Halogenlampe mit niedrigauflösendem Spline o.ä. 
approximiert? Das gibt sonst fieses Rauschen wenn du dadurch teilst.

von Sebastian W. (wangnick)


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Sven B. schrieb:
> Spektrum der Halogenlampe mit niedrigauflösendem Spline o.ä.
> approximiert? Das gibt sonst fieses Rauschen wenn du dadurch teilst.

Ja, mit scipy.signal.savgol_filter, und wegen der "Streifigkeit" nur 2. 
Grades und mit einer riesigen Fensterbreite von 96 Bildspalten.

Ich habe inzwischen auch
https://pypi.org/project/colour-science/ entdeckt. Da kann ich 
anscheinend meine Spektralintensitäten reinschmeißen und bekomme direkt 
Farbtemperatur und CRI zurück.

Bin mal gespannt. Für mich machen beide Weiß-Spektren, für LEDs, doch 
einen sehr guten Eindruck!

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Thomas W. schrieb:
> Ich musste ein paar WS2812B als Flaechenstrahler einsetzen. Das "Weiss"
> war fast bei 7kK (7000K) Farbtemperatur, fuer mich nicht so richtig
> brauchbar.

dann mache doch eine Korrektur, du kannst und darfst B + G nach belieben 
rausnehmen um wärmer zu werden. Natürlich erreicht man dann nicht mehr 
volle Helligkeit.

von Thomas W. (dbstw)


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Joachim B. schrieb:
> Thomas W. schrieb:
>> Ich musste ein paar WS2812B als Flaechenstrahler einsetzen. Das "Weiss"
>> war fast bei 7kK (7000K) Farbtemperatur, fuer mich nicht so richtig
>> brauchbar.
>
> dann mache doch eine Korrektur, du kannst und darfst B + G nach belieben
> rausnehmen um wärmer zu werden. Natürlich erreicht man dann nicht mehr
> volle Helligkeit.

Das war dann mein Weg, ungefaehr 255/150/150 (RGB-Anteile). Intensitaet 
war mir egal, weil ich ja einfach laenger belichten konnte (es geht/ging 
um Kopien von Dias).

Ich habe ein Dia auf ein Provia 100F, ca. 15:00Uhr, von einem frisch 
montierten post-gelben Postkasten. Da sieht man jeden Farbstich.

von 🐻 Bernie - Bär (stm32prof)


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Thomas W. schrieb:
> Ich habe ein Dia auf ein Provia 100F, ca. 15:00Uhr, von einem frisch
> montierten post-gelben Postkasten. Da sieht man jeden Farbstich.

Und der ist jetzt Referenz? Diese Farbe dürfte sich auch aus einzelnen 
Spektralanteilen zusammensetzen und daher schon bei der Aufnahme stark 
i.A. der Beleuchtung wirken.

von Thomas W. (dbstw)


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Bernd schrieb:
> Thomas W. schrieb:
>> Ich habe ein Dia auf ein Provia 100F, ca. 15:00Uhr, von einem frisch
>> montierten post-gelben Postkasten. Da sieht man jeden Farbstich.
>
> Und der ist jetzt Referenz? Diese Farbe dürfte sich auch aus einzelnen
> Spektralanteilen zusammensetzen und daher schon bei der Aufnahme stark
> i.A. der Beleuchtung wirken.

Natuerlich ist das keine Referenz. Gelb ist immer etwas schwierig vom 
Farbstich, Post-Gelb hat man immer irgendwie "griffbereit". Und da meine 
Aufgabe ist, ein paar Dias zu digitalisieren, sollte ein vernuenftiger 
Bild-Eindruck das Ziel sein. Nix Referenz (vor allen Dingen: Nach 40 
Jahren sind die Farben so oder so Gluecksache, und die Agfa CT18 und 
Perutz-Filme waren nie so stabil. Kodachrome 25/64 sind schon stabiler, 
wenn man sie dunkel lagert :-)

But I digress...Ist schon genial, was Sebastian aus dem Lego-Kasten 
geschafft hat.

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


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Thomas W. schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> Thomas W. schrieb:
>>> Ich musste ein paar WS2812B als Flaechenstrahler einsetzen. Das "Weiss"
>>> war fast bei 7kK (7000K) Farbtemperatur, fuer mich nicht so richtig
>>> brauchbar.
>>
>> dann mache doch eine Korrektur, du kannst und darfst B + G nach belieben
>> rausnehmen um wärmer zu werden. Natürlich erreicht man dann nicht mehr
>> volle Helligkeit.
>
> Das war dann mein Weg, ungefaehr 255/150/150 (RGB-Anteile). Intensitaet
> war mir egal, weil ich ja einfach laenger belichten konnte (es geht/ging
> um Kopien von Dias).
>
> Ich habe ein Dia auf ein Provia 100F, ca. 15:00Uhr, von einem frisch
> montierten post-gelben Postkasten. Da sieht man jeden Farbstich.

Ich halte diese Konstruktion: LED-Licht (3x monochrom) + Dia (3x 
Farbpigmente) + 3x Kamera-Sensor (Bayer-Filter) für eine recht gewagte 
Kette von Unwägbarkeiten. Kann funktionieren, wenn man Glück hat, muss 
aber nicht. "Metamerie" ist nur eines der möglichen Probleme

https://www.xrite.com/de/blog/what-is-metamerism

Ich würde in diesem Fall dem (Fluoreszenz-) Spektrum einer weissen LED 
eher vertrauen.

: Bearbeitet durch User
von Thomas W. (dbstw)


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Latuernich ist das Ma! Deswegen wird es wohl auf Dia-Projektor 
(Gluehlampe durch kleinere Version austauschen, Teflon-Scheibe als 
Diffuser, Photo mit Macro-Objektiv) hinauslaufen.

Jetzt aber zurueck zu Versuch 16, Physik-Praktikum TU Braunschweig.

von Sebastian W. (wangnick)


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Liebe Leute,

hier ein kurzes Update.

1. Die oben ermittelten Korrekturfaktoren waren fehlerhaft, weil ich für 
die spektrale Intensität des Schwarzkörpers das Infinitesimal der 
Frequenz anstatt der Wellenlänge berechnet hatte. Ich habe diesen Fehler 
jetzt korrigiert.

2. Ich erhalte mit dem o.g. Python-Paket jetzt erste "Quasi" CRI- und 
Farbtemperaturangaben.

3. Die Luminanzen der PNG-Spektralfotos sind wohl im dort verwendeten 
sRGB-Farbraum nicht mehr linear (Stichwort Gammakorrektur), und das 
verfälscht die Spektren? Anstelle einer Rückrechnung überlege ich 
stattdessen direkt die RAW-Dateien des Sensors im DNG-Format 
verarbeiten. Für eine erste Analyse dieser Rohdaten benutze ich zur Zeit 
RawTherapee (http://rawtherapee.com) und Rawpi 
(https://pypi.org/project/rawpy). Allerdings widersprechen sich diese 
beiden Ansätze bezüglich der Luminosität der einzelnen Bayer-Pixel 
bisher, obwohl ich in RawTherapee die Farbinterpolation auf "keine" 
stelle. Mmh ...

4. Selbst im RAW-Spektralfoto sind die Streifen noch zu sehen. Ich 
möchte jetzt als Ursage die Qualität der Beugungsfolie ausschließen und 
habe also neue Beugungsfolien (und gleich noch diverse Achromaten und 
ein Handspektroskop) bei https://astromedia.de/ bestellt.

LG, Sebastian

Beitrag #7597273 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7597502 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Werner H. (werner45)


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Warum aufregen?
Das sind doch eigentlich keine "Bewertungen", sondern nur ein Hnweis, ob 
es lesenswert ist oder nicht. "Beurteilt" von Lesern mit unbekanntem 
Kenntnisstand, kein Review.
Hilfreich beim Durchsehen längerer Threads, kann man einfach 
überblättern.

Zur Schonung des Nervenkostüms --> nicht mal ignorieren...

Wenn man sich unbedingt aufregen will, braucht man keine Skala, das geht 
auch so...

: Bearbeitet durch User
von Dirk J. (dirk-cebu)


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Vielleicht sollte man auch die Rechtschreibung bewerten:)

von 🐻 Bernie - Bär (stm32prof)


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Thomas W. schrieb:
> 255/150/150 (RGB-Anteile).

5/3 zu 3/3 Vorteil für Rot??

von Sebastian W. (wangnick)


Angehängte Dateien:

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Sebastian W. schrieb:
> Die Luminanzen der PNG-Spektralfotos sind wohl im dort verwendeten
> sRGB-Farbraum nicht mehr linear (Stichwort Gammakorrektur), und das
> verfälscht die Spektren? Anstelle einer Rückrechnung überlege ich
> stattdessen direkt die RAW-Dateien des Sensors im DNG-Format
> verarbeiten.

Anbei die Spektralantworten der rohen CCD-Pixel für die vier 
RGBG-Bayer-Farbfilter bei 70W-Halogenbirne. Die Wellenlänge der 
Beleuchtung der Pixels ist dabei aus dem Spektrallinienverlauf in der 
ESL-Aufnahme ermittelt.

Seltsam, dass sich die CCD-Antwort für die zwei Grünfilter leicht 
unterscheidet. Kann dieses Verhalten vielleicht durch das 
nicht-originale Objektiv und dessen anderen Chief Ray Angle erklärt 
werden? Aber warum tritt dieser Effekt dann nicht auch auf der anderen 
Seite des Bildes auf? Wo befindet sich der Bayer-Filter überhaupt -- vor 
oder hinter den Mikrolinsen?

LG, Sebastian

von Roland D. (roland_d284)


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Moin,

Sebastian W. schrieb:

> 4. Selbst im RAW-Spektralfoto sind die Streifen noch zu sehen. Ich
> möchte jetzt als Ursache die Qualität der Beugungsfolie ausschließen und
> habe also neue Beugungsfolien (und gleich noch diverse Achromaten und
> ein Handspektroskop) bei https://astromedia.de/ bestellt.

Ich habe immer noch nicht genügend Langeweile gehabt, um es mal 
nachzurechnen. Aber - obwohl es meine Idee war - ich bin mir nicht so 
sicher, ob die feinen Streifen wirklich aus einer Wölbung der Folie 
resultieren, oder einfach nur aus der fehlenden Linse zwischen Spalt und 
Gitter. Immerhin treffen die Stahlen wegen fehlender Linse ja unter 
unterschiedlichen Winkeln auf das Gitter, und das kürzt sich nur in 
einer vereinfachten Kleinwinkel-Näherungsrechnung (sin(x)=x, cos(x)=1) 
heraus.

Aber wenn du Linsen besorgt hast, auf jeden Fall probieren mit einer 
Linse hinter der Blende im Abstand der Brennweite. Dann die Kamera auf 
unendlich fokussieren. Dann hast du vor und hinter dem Gitter auf jeden 
Fall recht paralleles Licht.

Und wenn du Zweifel an der Qualität des Gitters hast, es gibt auch 
"richtige", kostet nur 'ne Null mehr:

https://www.edmundoptics.de/p/1200-grooves-25mm-sq-369deg-blaze-angle-grating/10095/

Gruß, Roland

von Sebastian W. (wangnick)


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Roland D. schrieb:
> Aber wenn du Linsen besorgt hast, auf jeden Fall probieren mit einer
> Linse hinter der Blende im Abstand der Brennweite.

Genau dafür habe ich die Achromaten von Astromedia bestellt. Deren 
Durchmesser ist bei kleineren Brennweiten allerdings nicht besonders 
groß, da werde ich u.U. nur einen Teil des Spaltes abbilden können. Ich 
werde berichten.

Kennt jemand eine gute Simulationssoftware für Optik und Strahlengänge?

LG, Sebastian

von Ralf S. (cmyk61)


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Hallo zusammen,

ich möchte an dieser Stelle mal meine Hochachtung für diesen Thread und 
die Schreiber aussprechen.
Fachlich bin ich als Elektroniker mit naturwissenschaftlichem Interesse 
nicht voll dabei. Aber ich finde immer wieder Anreize um Links und Ideen 
an  Menschen in meiner Umgebung weiter zu geben. U.a. meinem Sohn 
(Student Lehramt Mathe und Physik).
Gruß
Ralf

von Ralf S. (cmyk61)


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Hallo zusammen - nochmals,

offenbar haben sich schon andere Menschen mit dieser Thematik 
beschäftigt.
Vielleicht ist dieser Beitrag und die zugehörigen Links nützlich?
Wenn nicht: delete ;-)

https://www.dslr-forum.de/threads/lichtsprektrum-mit-color-checker-xrite-bestimmen.2054061/

Ich habe vor ein paar Jahren ebenfalls auf hoch triviale Weise versucht, 
das Lichtspektrum von Glühobst mit LEDs zu vergleichen. Weiße Fliese mit 
jeweils unterschiedlichen Lichtquellen fotografiert und die Fotos dann 
in Photoshop in die drei Grundfarben zerlegt.
Interessanterweise konnte man bei Glühbirnenlicht die Filterkennlinien 
und die Überlappung des Sensors deutlich erkennen. Aber wahrscheinlich 
habe ich da einige Denkfehler drin.

Gruß
Ralf

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