Seite - 28 - in Chromatisch konfokale Triangulation - Hochgeschwindigkeits 3D-Sensorik auf Basis der Wellenlängenschätzung mit optimierten Filtern

4 ModellierungchromatischerSensoren 4.1 ModellierungderSensoroptik DieModellierungderOptikdesCCT-SensorsgliedertsichindreiAbschnit- te.ZuBeginnwirdderCCT-SensoralseinkonfokalesMikroskopbetrachtet. MithilfederTheoriederFourieroptikwirddabeidieAuswirkungeinerDe- fokussierungaufdieLichtintensitätamKamerapixelmodelliert. ImGegen- satzzumkonfokalenMikroskopkommtbeimCCT-Sensoreinezeilenartige BeleuchtungzumEinsatz,was zusätzlichbetrachtetwird. ImzweitenAb- schnittwirdberücksichtigt,dassderCCT-SensoreinemkonfokalenTheta- Mikroskopentspricht.DabeiwerdenBeleuchtungs-undAbbildungsoptik gegeneinanderverkippt.AbschließendwirddiechromatischeEigenschaft desCCT-Sensorsmodelliert, indemdieBeugunganeinemoptischenGitter berücksichtigtwird.ZieldiesesAbschnittsistdieModellierungdesspektralen Signals s(λ,h),welchesdasLichtspektrumalsFunktionderWellenlängeλ für eine gegebeneObjekthöheh beschreibt. 4.1.1 DaskonfokaleMikroskop DurcheineparaxialeBetrachtungkönnendieEigenschafteneineskonfokalen Mikroskopsgutbeschriebenwerden.DazuwerdendieBeugungseffekte inei- nemperfektenoptischenSystembetrachtet.VonbesonderemInteressesind dabeizweiunterschiedlichetechnischeRealisierungen:Einechteskonfokales Mikroskop,bestehendauseinerPunktlichtquelleundeinempunktförmigen Kamerapixel [Min57]unddiezweiteRealisierungmiteinerpunktförmigen Lichtquelle inKombinationmiteinemzeilenförmigenausgedehntenDetek- tor.DieErgebnissedeszweitenFallssindidentischzurtechnischrelevanten Umsetzungmit einer zeilenartigenBeleuchtungundvielen ineinerZeile nebeneinanderangeordnetenKamerapixel [Paw06,She88,S.448].Diepa- raxialeBetrachtungeineskonfokalenMikroskopsmitBeleuchtungs-(Linse 1) undAbbildungsstrahlengang (Linse 2) ist in Abbildung 4.1 dargestellt. ZurflächigenMessungeinesObjekteswirddiesesabgerastert, indemesum (xS,yS)bewegtwird.FolglichwirdinderLiteraturauchvoneinemscanning confocal microscope gesprochen [Kin96]. 28