Seite - 99 - in Chromatisch konfokale Triangulation - Hochgeschwindigkeits 3D-Sensorik auf Basis der Wellenlängenschätzung mit optimierten Filtern

7.1 ExperimentemitunterschiedlichenFiltersätzen Abbildung7.8:6Interferenzfilter ineinerFilterstange,angeordnetzurtechnischen RealisierungeinermultispektralenKamera. synthetischesQuarzglaswurdealsSubstratmaterialverwendet.DieAuswir- kungderzuerwartendenFertigungstoleranzenwurdemittelsMonte-Carlo- Simulation in einer eigenenVeröffentlichunguntersucht [Tap13c]. Das wesentlicheErgebnis ist, dassdasTeilproblemderEindeutigkeitwährend derOptimierungdurchgrößereRauschparameterstärkergewichtetwerden kann.Dieskann fürdieFertigungausgenutztwerden, indemtrotzAbwei- chungenaufgrundvonFertigungstoleranzendieEindeutigkeitsproblematik nichtzurMessunsicherheitbeiträgt.DiesesVorgehengeht jedochzuLasten dererzieltenMessunsicherheitdesSensorsystems,dadasTeilproblemder Eindeutigkeit dieOptimierungsrechnungdominiert. InAbbildung7.9 istdasErgebnisdergefertigtenFiltertransmissionenden berechnetenTransmissionengegenübergestellt.FüreinensenkrechtenEin- fallswinkel ist inblaudietheoretischeundingründiegemesseneFiltertrans- missionaufgetragen.ZumTeilsinddeutlicheUnterschiedeauszumachen,die teilweisemehrereProzentpunktebetragen(vgl.Detail III).Zusätzlichistauch derberechneteIntensitätsverlaufgμ,i für jedenKamerakanal i aufgetragen. DieserbesitzteinenimVergleichzurFiltertransmissiongeglättetenVerlauf (vgl.Detail I).DieUrsachehierfür liegt inderHalbwertsbreitedesspektralen Signals(FWHM=2,1nm)undinderIntegrationüberdieunterschiedlichen EinfallswinkeldesmodelliertenBeleuchtungskegelsdesCCT-Sensors.Die- se IntegrationhatauchzurFolge,dassdererwartete Intensitätsverlaufzu kleinerenWellenlängenverschobenist;wiez.B. inAusschnitt IIersichtlichist. ZurBerechnungderMessunsicherheitwerdensowohldieberechnetenals auchdiegefertigtenFilterbetrachtet.Davondengefertigten Interferenz- filterndasexaktezugrundeliegendeSchichtsystemunbekanntist,wirdbei derBerechnungderMessunsicherheit auf eine IntegrationüberdenEin- fallswinkelverzichtet.DieresultierendeMessunsicherheit ist inAbbildung 7.10sowohlfürdenberechneten(blau)alsauchfürdengemessenen(grün) 99 NiedrigbrechendeSchichtenwurdenmitSiliziumdioxidSiO2 realisiertund