專利名稱：平面被測(cè)對(duì)象的逐個(gè)像素光電測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平面或平坦被測(cè)對(duì)象或待測(cè)對(duì)象的逐個(gè)像素光電測(cè)量裝置。
另外，攝影機(jī)被用來進(jìn)行圖像掃描或進(jìn)行記錄，在該攝影機(jī)上安裝有二維圖像傳感器，借助于攝影機(jī)透鏡把待掃描的完整圖像投影到該傳感器上。因此，在攝影機(jī)和圖像之間不需要相對(duì)移動(dòng)，該圖像傳感器通常由基于CCD(電荷耦合器件)集成在一塊芯片上的光轉(zhuǎn)換元件的二維陣列組成。彩色攝影機(jī)或是具有帶有朔流濾色片的幾個(gè)圖像傳感器或是帶有集成濾色片的圖像轉(zhuǎn)換器。由可用于每個(gè)色通道的光轉(zhuǎn)換器數(shù)以及投影比例來固定掃描分辨率。
由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來限定顏色測(cè)量的幾何條件，對(duì)于通常所用的0°/45°測(cè)量幾何學(xué)，以相對(duì)于測(cè)量表面法線的45°±5°角照射測(cè)量表面，并且以相對(duì)于測(cè)量表面法線的0°±5°觀察角度來捕獲反射測(cè)量光。還可以選擇相反的光路。
借助于較大表面測(cè)量對(duì)象的攝影機(jī)進(jìn)行的色度測(cè)量的一個(gè)顯著問題是一方面，不能使光投影裝置在合理成本情況下完全沒有幾何變形并且產(chǎn)生或多或少的明顯的反射圖像；另一方面，在被測(cè)對(duì)象或待測(cè)對(duì)象的各個(gè)圖像點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生散射的或偶然的光效應(yīng)，并且由于缺少必須的測(cè)量光閘或其他屏蔽裝置，因此也要測(cè)出這些光效應(yīng)。此外，特別是用較大被測(cè)量對(duì)象或待測(cè)量對(duì)象，投射到光譜分離濾光片上的測(cè)量光的入射角度不是在所有圖像點(diǎn)上都相同，因此也會(huì)產(chǎn)生光譜誤差。
本發(fā)明上述目的是通過提供使用一個(gè)數(shù)據(jù)處理裝置對(duì)平面和/或平坦的被測(cè)對(duì)象的逐個(gè)像素進(jìn)行光電測(cè)量的裝置來實(shí)現(xiàn)，其中構(gòu)造該數(shù)據(jù)處理裝置來完成對(duì)于散射或偶然光校正以減少散射或衍射光影響。
按照本發(fā)明的平面被測(cè)對(duì)象的逐個(gè)像素光電測(cè)量裝置包括一個(gè)光轉(zhuǎn)換元件的二維陣列，用于響應(yīng)由待測(cè)對(duì)象疏漏的光而產(chǎn)生電信號(hào)；成像裝置，用于將待測(cè)對(duì)象成像在光轉(zhuǎn)換元件的二維陣列上；設(shè)置在成像光路中的濾色片，用于對(duì)投射在光轉(zhuǎn)換元件上的測(cè)量光進(jìn)行波長(zhǎng)可選濾光；信號(hào)處理裝置，用于處理由該光轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生的電信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字原始測(cè)量數(shù)據(jù)；以及數(shù)據(jù)處理裝置，用于將原始測(cè)量數(shù)據(jù)處理為表示被測(cè)對(duì)象單個(gè)像素顏色的圖像數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)造為可用于執(zhí)行散射光校正以減少散射光影響。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)處理裝置從被測(cè)對(duì)象或待測(cè)對(duì)象的測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算散射光圖像，并且從被測(cè)對(duì)象的測(cè)量數(shù)據(jù)中逐個(gè)像素地減去前者。
根據(jù)本發(fā)明的基本構(gòu)思，提供用于補(bǔ)償或校正至少那些干涉最大的散射光影響的裝置。通過用數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行校正測(cè)量來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的進(jìn)一步的目的，實(shí)現(xiàn)校正測(cè)量的數(shù)據(jù)處理器特別適用于進(jìn)行所有所需校正測(cè)量，即，在理想的情況下，有幾何校正、反射校正、散射光校正、白光歸一化、白光邊緣歸一化以及光譜校正。
如

圖1所示，根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的測(cè)量裝置包括一個(gè)不透光殼體1，它帶有一個(gè)測(cè)量窗口1a、攝影機(jī)2、最好被構(gòu)造為一個(gè)菲涅耳透鏡的遠(yuǎn)程透鏡3、兩個(gè)閃光源4和5、兩個(gè)改向鏡41和51、最好被構(gòu)造為菲涅耳透鏡的兩個(gè)照明透鏡42和52、位于照明透鏡處的兩個(gè)混色濾光片43和53、濾光輪6、皮帶驅(qū)動(dòng)器61、62、與濾光輪6的軸63相連并帶有相關(guān)傳感器65的角度編碼器64、數(shù)據(jù)處理器7和中央處理控制器8。最好由一個(gè)數(shù)字計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理器7和中央處理控制器8，當(dāng)然也可以將其設(shè)置在殼體1的外部。
攝影機(jī)2具有通常結(jié)構(gòu)，包括作為本發(fā)明相關(guān)部分的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)成像透鏡21、以光轉(zhuǎn)換元件特別是所謂的CCD元件(電荷耦合器件)的二維陣列形式構(gòu)成的一個(gè)圖象傳感器22以及通用信號(hào)處理電路23。該通用信號(hào)處理電路23輸入、放大并數(shù)字化由圖像傳感器22所產(chǎn)生的電信號(hào)并在攝影機(jī)2的輸出端將其作成數(shù)字原始測(cè)量數(shù)據(jù)71。該圖像傳感器22一般包括具有大約0.01mm典型大小的約300,000個(gè)獨(dú)立的光轉(zhuǎn)換元件。
在濾光輪6周邊設(shè)置有16個(gè)窄帶濾色片66以及紅外線透明窗口和非透明區(qū)域。將每個(gè)濾色片66構(gòu)造為帶通濾色片并且具有20nm帶寬，這些濾色片一起覆蓋了基本上400-700nm的可視光譜。以這種方式將該濾光輪定位在攝影機(jī)2的前部即通過濾光輪的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)使其濾色片66可以有選擇地定位在成象透鏡21的前部。由中央處理控制器8以公知方式來控制濾色片66的定位。將待測(cè)對(duì)象M定位在殼體1的測(cè)量窗口1a的前部的支撐板9上。將遠(yuǎn)程透鏡3定位在測(cè)量窗口1a和攝影機(jī)2的成象透鏡21之間。其聚焦點(diǎn)定位在攝影機(jī)透鏡21的大約進(jìn)口快門21a處。攝影機(jī)透鏡21與遠(yuǎn)程透鏡3一起形成焦闌成象光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)在觀察角度基本為0°的條件下可以“看見”被測(cè)對(duì)象M的每個(gè)點(diǎn)并且將其成象到攝影機(jī)2的光轉(zhuǎn)換元件陣列或圖像傳感器22上?？讖浇嵌?ω)由攝影機(jī)透鏡21的進(jìn)口快門21a的尺寸來決定，并且最好是大約5°，對(duì)于被測(cè)對(duì)象M的所有圖像點(diǎn)來說，該孔徑角度基本相同。借助于遠(yuǎn)程透鏡3，攝影機(jī)透鏡21可以看見一個(gè)虛擬的被測(cè)對(duì)象M′，并測(cè)定其尺寸然后以公知方式將其聚焦。
由攝影機(jī)2的圖像傳感器22的分辨率以及由焦闌成象光學(xué)系統(tǒng)3-21的成象比例來確定被測(cè)對(duì)象M的掃描圖像點(diǎn)的大小。
兩個(gè)閃光源4和5分別被定位在照明透鏡42和52的焦點(diǎn)處，從而用兩束平行光束44和45來照射被測(cè)對(duì)象M。這樣選擇定位位置以便于兩束平行光束的入射角度相對(duì)于成象光學(xué)系統(tǒng)光軸或相對(duì)于被測(cè)對(duì)象M的法線31基本上為45°±5°。因此，符合在用于顏色測(cè)量的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中所定義的幾何條件。
為了在對(duì)象M的整個(gè)被照射表面上獲得均勻的照度，而設(shè)置兩個(gè)混色濾光片43和53。它們具有減少來自外部的光透明度，并且能以公知方式補(bǔ)償位于光束邊緣處光強(qiáng)度的不可避免的減少。該混色濾光片可以由在圖形產(chǎn)業(yè)中公用的屏蔽膜組成，由此，可以通過所需光衰減來確定各個(gè)光柵點(diǎn)的表面覆蓋(大小)。兩個(gè)混色濾光片43和53最好直接定位在菲涅耳透鏡42和52上，當(dāng)然還可以將其定位在照射光路的其它位置上。
在圖1的優(yōu)選實(shí)施例中，將攝影機(jī)2構(gòu)造為一個(gè)黑白攝影機(jī)，這表明其圖像傳感器22本身不能執(zhí)行顏色分離。這里，可以通過在攝影機(jī)透鏡21前部旋轉(zhuǎn)并進(jìn)入成象光路32的帶通濾色片66順序執(zhí)行從被測(cè)對(duì)象M那里傳送的測(cè)量光的光譜分離。
為了測(cè)量被測(cè)對(duì)象，濾光輪6的各個(gè)帶通濾色片66以及該濾光輪的紅外線透明窗口和非透明窗區(qū)都順序旋轉(zhuǎn)到該光路中，并且分別在相同時(shí)間啟動(dòng)閃光源4和5。圖像傳感器22分別接收從被測(cè)對(duì)象傳送來的測(cè)量光并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)。由信號(hào)處理電路將其輸入、放大并數(shù)字化。一個(gè)完整的測(cè)量循環(huán)之后，被測(cè)對(duì)象的16個(gè)窄帶顏色提取以數(shù)字原始測(cè)量數(shù)據(jù)71的形式出現(xiàn)，該數(shù)據(jù)71一起表示被測(cè)對(duì)象的單獨(dú)掃描的圖像點(diǎn)的(離散的)疏漏光譜。此外，黑暗測(cè)量值和紅外線測(cè)量值都可用于每個(gè)圖像點(diǎn)，它們可被用于參考。
當(dāng)使用帶有例如(大約)300,000個(gè)光轉(zhuǎn)換元件的圖像傳感器時(shí)，原始測(cè)量數(shù)據(jù)包括300,000×16或300,000×18個(gè)單獨(dú)的測(cè)量數(shù)據(jù)。將原始測(cè)量數(shù)據(jù)71傳送給數(shù)據(jù)處理器7并按照不同的規(guī)范將其校正。這些校正操作的結(jié)果是隨后可用于其它目的或估算的被校正了的圖像數(shù)據(jù)72。
干涉濾色片的光譜特性取決于光束的入射角度，該角度不是常數(shù)但是取決于被測(cè)對(duì)象上的被測(cè)圖像點(diǎn)的位置。然而，可以從相應(yīng)圖像點(diǎn)的位置中計(jì)算出該角度，然后順次從中確定用于各個(gè)圖像點(diǎn)位置的實(shí)際反射濾光特性。可以通過內(nèi)插標(biāo)稱波長(zhǎng)例如400、420、440...680、700nm來確定光譜值。因此，可以通過重算來校正濾光特性的角度依賴性。下面將對(duì)其進(jìn)一步討論。
在上述實(shí)施例中，按光譜來測(cè)量被測(cè)對(duì)象M(在單個(gè)步驟中)，這就得到可用于任何色度估算的通用測(cè)量數(shù)據(jù)。但是，替代測(cè)量完整光譜，例如，可以僅摘選幾個(gè)顏色來測(cè)量，相應(yīng)地，也就僅需要較少的濾色片。例如，可以使用標(biāo)準(zhǔn)化的R、G、B-濾色片或按照CIE的X、Y、Z-濾色片。對(duì)于被測(cè)對(duì)象M的每個(gè)單獨(dú)圖像點(diǎn)，那些測(cè)量的結(jié)果將可能是R、G、B-值或X、Y、Z-值。
替代使用濾光輪6的順序裝置，還可以把一個(gè)同時(shí)顯現(xiàn)的裝置設(shè)置在按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的測(cè)量裝置中，例如可以使用一個(gè)彩色攝影機(jī)或彩色圖像傳感器來實(shí)現(xiàn)。彩色圖像傳感器一般帶有直接定位在每個(gè)光轉(zhuǎn)換元件上的集成的濾色片。但是，對(duì)于相同數(shù)量的光轉(zhuǎn)換元件，通過對(duì)應(yīng)于不同濾色片數(shù)(通常是3個(gè))的因子來減少可獲得的分辨率和光強(qiáng)度。
在R、G、B-濾色片的情況下，可以通過為各個(gè)顏色提供不同數(shù)量的光轉(zhuǎn)換元件來獲得相對(duì)于傳統(tǒng)圖像傳感器來說較高的圖像分辨率。例如，可以為綠色濾色片提供兩倍于安裝在紅色濾色片或藍(lán)色濾色片上的光轉(zhuǎn)換元件數(shù)量的光轉(zhuǎn)換元件。這對(duì)應(yīng)于與紅色和藍(lán)色相比人眼對(duì)于綠色具有較高的分辨能力。但是，使用這種裝置測(cè)量到的R、G、B-測(cè)量值轉(zhuǎn)換為按照CIE的色測(cè)量數(shù)僅是盡可能的近似。
如果可以使用帶有CIE標(biāo)準(zhǔn)化X、Y、Z光譜特性的R、G、B-濾色片，則可以使用一個(gè)模擬裝置。然而，在一塊單獨(dú)芯片上充分制造所有這些濾光特性是困難的。另外，經(jīng)使用這些濾色片確定的色測(cè)量數(shù)僅對(duì)于在測(cè)量期間實(shí)際使用的物理光類型有效。當(dāng)可以使用光譜測(cè)量時(shí)，任何一種類型的光的色測(cè)量數(shù)的計(jì)算都不可能。此外，例如基于按照CIE的X、Y、Z測(cè)量值的顏色配方是不可能的。模擬上述R、G、B安排的改進(jìn)方案可以這樣獲得為Y濾色片設(shè)置兩倍于為X或Z濾色片所設(shè)置的光轉(zhuǎn)換元件數(shù)量。
理論上，可以將16個(gè)不同窄帶色濾色片集成在圖像傳感器中，以便于可以進(jìn)行光譜測(cè)量。但是，足夠窄帶濾色片的實(shí)際制造以及直接將如此多的不同(干涉)濾色片集成在單個(gè)芯片的光轉(zhuǎn)換元件上，在技術(shù)上是非常困難的。此外，圖像分辨率和光強(qiáng)度將降低為通用(中性色)圖像傳感器的1/16。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于整個(gè)光譜同時(shí)測(cè)量的另一種可能包括使用幾個(gè)攝影機(jī)，其中每個(gè)攝影機(jī)測(cè)量大約20nm帶寬的一個(gè)小光譜區(qū)域，并且這些攝影機(jī)是成組的，例如圍繞遠(yuǎn)程透鏡光軸的4×4矩陣中。這樣一種排列可以使圖象傳感器具有圓滿的分辨率并且還具有充分的光靈敏度。但是，缺陷在于對(duì)所有攝影機(jī)而言，不可能精確平行焦闌投影。另外，由于其偏心定位，這些攝影機(jī)具有不同的幾何配準(zhǔn)。然而，可以通過計(jì)算相應(yīng)的圖像坐標(biāo)的變換來校正它們。
根據(jù)本發(fā)明測(cè)量裝置的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，可以通過使用特定結(jié)構(gòu)的光譜攝影機(jī)來實(shí)現(xiàn)同時(shí)光譜測(cè)量。在圖2中示意性地示出了這樣一種光譜攝影機(jī)。
整體由標(biāo)號(hào)200表示的攝影機(jī)的基本特征由這些部分組成它不僅包括一個(gè)單個(gè)的圖像傳感器還包括16個(gè)相同的圖像傳感器221-236和對(duì)應(yīng)的相關(guān)信號(hào)處理電路241-256以及基本上由干涉鏡實(shí)現(xiàn)的可選色光束分離器裝置261-291，這些光束分離器裝置把來自攝影機(jī)200的成像透鏡210的測(cè)量光分離為16個(gè)窄帶光譜區(qū)，并且將每個(gè)光譜區(qū)指向相應(yīng)圖像傳感器221-236中的一個(gè)。信號(hào)處理電路241-256當(dāng)然可以組合為一個(gè)單獨(dú)單元。
由于實(shí)際中難于使干涉鏡的波長(zhǎng)區(qū)轉(zhuǎn)換得足夠窄，因此，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，以通常公知方式借助于三個(gè)半透明鏡261-263首先分離該測(cè)量光并將其變?yōu)槊總€(gè)具有25％強(qiáng)度的4各通道K1到K4的中和色。將三個(gè)可選色光束分離器264-266、267-269、270-272以及273-275定位在這四個(gè)通道K1到K4的每一個(gè)中，從而將每個(gè)通道分為4個(gè)光譜范圍。為了清楚帶寬定界以及明確光譜特性的適應(yīng)性，在8個(gè)這樣的可選色光束分離器之后分別設(shè)置帶有大約20nm帶寬的兩個(gè)帶通濾色片276-291?？傊?，光譜區(qū)或帶通濾色片覆蓋了400-700nm的波長(zhǎng)范圍。圖像傳感器221-236隨即定位在這些帶通濾色片之后。
表1示出了示范性可選色光束分離器264-266、267-269、270-272以及273-275的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以及隨后的相應(yīng)帶通濾色片276-291平均波長(zhǎng)。
表1


中和色半透明鏡最好由基本上為半立方形玻璃棱鏡的分界面以公知方式實(shí)現(xiàn)。類似地，由干涉鏡構(gòu)成的中和色半透明鏡可施加于玻璃棱鏡的分界面。帶通濾波色片也可以直接施加于玻璃棱鏡上，而圖像傳感器可直接安置在玻璃棱鏡上。各個(gè)玻璃棱鏡與光學(xué)接觸面相連以便于防止由介質(zhì)轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的損耗。這些玻璃棱鏡相互三維定位和定向以便于為所有圖像傳感器產(chǎn)生空間的緊密結(jié)構(gòu)。
還可以將光束分離器直接定位在遠(yuǎn)程透鏡之后，盡管每個(gè)通道需要一個(gè)透鏡，但是，這種結(jié)構(gòu)的較小的孔徑角是有好處的。
使用處于1-2-4-8排列結(jié)構(gòu)的理想光束分離器，原則上可以將光譜分離為16個(gè)20nm帶寬的光譜區(qū)而沒有損耗，因此每個(gè)內(nèi)部傳感器可以接收100％光(其波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光)。因此可以僅由鏡干涉層確定帶寬特性，而不需要額外的帶通濾色片。
表2示出了(理想的)光束分離器的這種1-2-4-8排列的過渡波長(zhǎng)以及所導(dǎo)致的光譜區(qū)域的平均波長(zhǎng)。
表2



要制造帶有16個(gè)光譜區(qū)的同時(shí)攝影機(jī)是非常昂貴的。這樣一種光譜攝影機(jī)與X、Y和Z三區(qū)攝影機(jī)之間的折中方案是帶有例如可以通過相應(yīng)濾色片所建立的7個(gè)光譜區(qū)的一種攝影機(jī)。因此五個(gè)濾色片每個(gè)都具有30nm帶寬以及470、500、530、560和590nm的平均波長(zhǎng)。一個(gè)濾色片覆蓋了400-470nm的波長(zhǎng)范圍并且根據(jù)CIE在400-450nm范圍內(nèi)呈現(xiàn)出Z特性。7個(gè)濾色片覆蓋了590-700nm的波長(zhǎng)范圍并且根據(jù)CIE在620-720nm范圍內(nèi)呈現(xiàn)出X特性。使用上述濾色片，可以通過計(jì)算來很好地再現(xiàn)根據(jù)CIE的X、Y和Z特性，而這對(duì)于絕對(duì)精確顏色測(cè)量來說是重要的。還可以提供另一個(gè)位于紅外線范圍內(nèi)并因此不能用于確定顏色測(cè)量數(shù)量的濾色片。但是，該紅外線濾色片可以允許在被測(cè)對(duì)象上存在以現(xiàn)有技術(shù)中的公知方式存在的另外信息，例如，是否由于三種顏色青綠、絳紅和黃的過度印刷或由于印上了黑墨水而使圖像點(diǎn)呈現(xiàn)出黑色。
如前所述，原始被測(cè)數(shù)據(jù)71(例如，它包括大約300,000×16或300,000×18個(gè)單獨(dú)數(shù)據(jù))被傳送到數(shù)據(jù)處理器7中并在那里根據(jù)不同的特征而被修正。那些不同形態(tài)校正操作的結(jié)果是另作他用的被校正的圖像數(shù)據(jù)72。
在下面詳細(xì)描述數(shù)據(jù)處理器7中的實(shí)際校正操作之前，當(dāng)然首先相對(duì)于圖像傳感器22來校正原始被測(cè)數(shù)據(jù)71，在其中減去暗的被測(cè)值并且將圖像傳感器22的各個(gè)CCD元件線性化。這個(gè)預(yù)校正過程是公知的，并且可以用圖像傳感器特別是用CCD圖像傳感器來實(shí)施，因此在此不進(jìn)一步詳述。
幾何校正測(cè)量裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)通常不是絕對(duì)特別好，它會(huì)導(dǎo)致(盡可能小)在所有進(jìn)一步操作之前必須校正的幾何失真。圖3示出了這方面過程。
使用測(cè)量裝置測(cè)量測(cè)試圖像，該測(cè)試圖像包括矩形框和該框內(nèi)的中心十字形式的一個(gè)測(cè)試圖案。該矩形框的各個(gè)角以及與十字相交的相交點(diǎn)定義為9個(gè)用于確定幾何失真的參考點(diǎn)。該測(cè)試圖案的理論位置和形狀在圖3中由標(biāo)號(hào)300表示，相應(yīng)的參考點(diǎn)標(biāo)為301-309。將實(shí)際被測(cè)測(cè)試圖案(由成像系統(tǒng)導(dǎo)致的失真)標(biāo)注為標(biāo)號(hào)310，相應(yīng)的標(biāo)號(hào)標(biāo)為311-319。如圖3(被高度放大的顯示)所顯而易見的那樣，該例子中的成像系統(tǒng)導(dǎo)致二維空間的位移以及梯形失真。
從圖3a中可以看出，為9個(gè)參考點(diǎn)311-319中的每一個(gè)確定相對(duì)于正常位置(點(diǎn)301-309)的位置偏移Δx和Δy。在下一個(gè)步驟中，用內(nèi)插法從9個(gè)參考點(diǎn)的位置偏移計(jì)算出整個(gè)測(cè)試圖像的各個(gè)圖像點(diǎn)的位置偏移。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，相鄰圖像點(diǎn)的位置偏移計(jì)算是不困難的。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，將一些例如8×8相鄰圖像點(diǎn)分別組合在一個(gè)幾何校正區(qū)域中，因此，可以僅對(duì)那些幾何校正區(qū)計(jì)算位置偏移。如果假設(shè)總共有480×640個(gè)圖像點(diǎn)，將得到大約60×80＝4,800個(gè)區(qū)域。然后將4,800個(gè)幾何校正區(qū)域中的位置偏移(計(jì)算出的)Δx和Δy存儲(chǔ)在幾何校正表中。在表3中示出了一部分幾何校正區(qū)(Δx和Δy值是任意的)。
當(dāng)然，還可以用其他檢測(cè)測(cè)試圖案來確定成像系統(tǒng)的幾何失真。
為了進(jìn)行被測(cè)對(duì)象的幾何校正，對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)(借助于其圖像點(diǎn)坐標(biāo))確定該圖像點(diǎn)所屬的幾何校正區(qū)，并從幾何校正表中獲得相應(yīng)幾何校正區(qū)的位置偏移Δx和Δy。然后以公知方式進(jìn)行實(shí)際校正，其中由被位置偏移(或被非整數(shù)像素間距環(huán)繞點(diǎn)的一個(gè)內(nèi)插值)置換的圖像點(diǎn)的測(cè)量值來替換相應(yīng)圖像點(diǎn)的測(cè)量值。
表3

在被測(cè)對(duì)象幾何校正之后，對(duì)于各個(gè)光譜通道以及在每個(gè)相應(yīng)光譜通道中分開執(zhí)行下述的進(jìn)一步校正測(cè)量。
第一個(gè)重要的校正測(cè)量是對(duì)比度校正。由于真實(shí)(意味著非理想化的)透鏡、濾色片、圖像傳感器閉合窗口等的性能，被測(cè)對(duì)象的每個(gè)圖像點(diǎn)都為所有其他圖像點(diǎn)亮度提供不可忽視的作用。這些作用一方面是距離依賴性，另一方面是位置依賴性，總之都很大以至于不能獲得所需的測(cè)量精度(小于1dL*)(dL*是CIE-L*a*b*系統(tǒng)中亮度誤差單位)。這是對(duì)比度校正所采用的。
對(duì)比度校正至少包括所謂的散射亮度校正，其中對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)，要減去相應(yīng)圖像點(diǎn)上的其它圖像點(diǎn)的散射光影響(依賴于距離)。對(duì)此，(根據(jù)通用方法)該處理過程的要求將是巨大和不可實(shí)施的(對(duì)于所假設(shè)的300,000個(gè)圖像點(diǎn)，需要900億次相乘和同樣多的加法以及一次要確定900億個(gè)乘數(shù))。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)主要方面，可以僅使用環(huán)繞相應(yīng)圖像點(diǎn)的一個(gè)相對(duì)小區(qū)域(例如，16×16個(gè)像素)來進(jìn)行散射光校正，并且僅在該環(huán)繞區(qū)域內(nèi)的一個(gè)內(nèi)部核心區(qū)(例如8×8)以全分辨率執(zhí)行這個(gè)校正。在這個(gè)區(qū)域之外，使用二進(jìn)制降低的分辨率來執(zhí)行該校正。下面將提供進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
該對(duì)比度校正最好還可以包括(進(jìn)程的)所謂的反射校正。在這個(gè)表示散射光校正的一種特定形式的校正測(cè)量中，從被測(cè)對(duì)象的被測(cè)數(shù)據(jù)中減去特別是由攝影機(jī)透鏡所產(chǎn)生的點(diǎn)對(duì)稱反射圖像(幻像)。借助于從測(cè)試圖像中確定的反射校正系數(shù)來執(zhí)行該反射校正(主要是依賴于位置)，這也要在下面進(jìn)一步描述。在散射光校正之前要執(zhí)行該反射校正。
白光歸一化另一個(gè)重要的校正測(cè)量是白光歸一化。即使當(dāng)被測(cè)對(duì)象的圖像照明盡可能恒定以及均勻，對(duì)于一個(gè)精確的疏漏測(cè)量(remission measurement)來說，還是需要借助于白基準(zhǔn)圖像幫助的通用公知的白光歸一化。可以將白基準(zhǔn)圖像理解為在每個(gè)光譜通道內(nèi)使用公知的參考疏漏值(例如借助于一個(gè)分離的分光光度計(jì)確定的)來進(jìn)行的均勻白光(實(shí)際)圖像的記錄(被測(cè)疏漏值)，在每個(gè)光譜通道中使用圖像傳感器22進(jìn)行記錄，并且將該白基準(zhǔn)圖像如上所述進(jìn)行散射光校正，并將其存儲(chǔ)。可以將均勻白色實(shí)際圖像構(gòu)造成可被帶入位于被測(cè)對(duì)象平面的測(cè)量光路中或被再次從中移開的測(cè)量裝置的一個(gè)部分。
對(duì)于白光歸一化，為每個(gè)像素(在每個(gè)光譜通道中)計(jì)算被測(cè)對(duì)象疏漏值與白基準(zhǔn)圖像的相應(yīng)疏漏值(存儲(chǔ)的)的商。結(jié)果是每個(gè)像素中每個(gè)圖像元件的歸一化的疏漏值。通過把這樣歸一化后的疏漏值與均勻白(實(shí)際)圖像相應(yīng)(公知)的參考疏漏值(絕對(duì)白光校準(zhǔn)值)相乘來獲得絕對(duì)疏漏值。這種白光歸一化是通常公知的校正測(cè)量，因此不需要任何進(jìn)一步的解釋。
白邊緣歸一化在對(duì)比度校正之后或在白光歸一化之后的另一個(gè)重要校正步驟包括所謂的白邊緣歸一化。其目的是為了將來自被測(cè)對(duì)象照明的整體照明變化補(bǔ)償?shù)奖粶y(cè)對(duì)象上，這些變化在實(shí)際中總是出現(xiàn)。這里使用已經(jīng)與白光歸一化一起提及的均勻白(實(shí)際)圖像的確定邊緣區(qū)域，或使用相應(yīng)的帶有相同白陰影的均勻白對(duì)象掩蔽來作為圖像?？商鎿Q地，可以使用被測(cè)對(duì)象的白邊緣區(qū)域以及定出相同的邊界。如果使用均勻?qū)嶋H白圖像的邊緣區(qū)，則在相同時(shí)間它可以用作一個(gè)對(duì)象掩蔽。
從屬于所用邊緣區(qū)的像素的實(shí)際被測(cè)疏漏值那里確定邊緣區(qū)的實(shí)際平均亮度(平均疏漏值)。此外，確定(來自存儲(chǔ)的數(shù)據(jù))用于白基準(zhǔn)圖像相應(yīng)邊緣區(qū)的相應(yīng)亮度平均值。將白基準(zhǔn)圖像相應(yīng)邊緣區(qū)的相應(yīng)亮度平均值與實(shí)際測(cè)量邊緣區(qū)的平均亮度的商用作校正因子，將被測(cè)數(shù)據(jù)或被測(cè)對(duì)象乘以該因子以進(jìn)行白邊緣歸一化，以便于在白邊緣歸一化之后，實(shí)際測(cè)量到的新的白邊緣亮度與白基準(zhǔn)圖像的亮度一致。借助于白邊緣歸一化，白邊緣區(qū)的平均亮度增加或降低為白校準(zhǔn)值，并且以這種方式補(bǔ)償各個(gè)被測(cè)對(duì)象照明之間的整體照明變化。
可以以任何方式進(jìn)一步分析或進(jìn)一步處理以這樣方式校正的圖像數(shù)據(jù)。特別地，可以以公知方式計(jì)算被測(cè)對(duì)象各個(gè)圖像點(diǎn)的彩色測(cè)量數(shù)，并且將其用于例如印刷機(jī)的控制。
反射校正如前所述，成像光學(xué)系統(tǒng)特別是CCD攝影機(jī)的透鏡能產(chǎn)生反射圖像，該反射圖像通常相對(duì)于光軸或相對(duì)圖像中心與實(shí)際圖像內(nèi)容點(diǎn)對(duì)稱。盡管反射圖像是相對(duì)低強(qiáng)度的(為原始圖像亮度的0.2％數(shù)量級(jí))，但是還是可以將它清楚檢測(cè)到。此外，反射圖像是不清晰的。根據(jù)成像系統(tǒng)的透鏡或光學(xué)系統(tǒng)的中心調(diào)整，對(duì)稱中心還可以略微定位在圖像中心外部，另外，該反射圖像在某種程度上可以小于或大于原始圖像。圖4示出了用測(cè)量裝置產(chǎn)生的被測(cè)對(duì)象的記錄，其中包括一個(gè)單獨(dú)的亮三角形340，其余都是黑色的。圖像中心被標(biāo)為341?？梢钥闯?，記錄包括反射圖像342，它相對(duì)于除了圖像中心341之外還設(shè)置在這里的對(duì)稱中心343而言是關(guān)于三角形340中心對(duì)稱。在所選例子中，反射圖像342與三角形340具有相同大小以便于放大倍數(shù)為1.0。反射圖像342相對(duì)不清晰，在圖4中由虛線表示。該反射圖像的亮度大約是三角形340的亮度的0.2％。
圖4中所示的對(duì)于不同類型測(cè)試圖像的測(cè)量已經(jīng)表明(對(duì)于一個(gè)給定測(cè)量裝置)反射圖像的亮度僅或多或少依賴于距離，并且這種距離依賴性可以線性接近于用于實(shí)際目的的足夠精度。例如，離對(duì)稱中心最遠(yuǎn)的圖像點(diǎn)的反射圖像的亮度大約為0.25％，而鄰近對(duì)稱中心處的亮度為原始圖像相應(yīng)圖像點(diǎn)亮度的0.2％。反射圖像的這種散焦相應(yīng)于大約±56到64像素寬度的低通濾色片。
在準(zhǔn)備反射校正過程中，通過幾個(gè)測(cè)試圖像的經(jīng)驗(yàn)測(cè)量可以把該反射圖像的對(duì)稱中心343的位置、該中心處圖象區(qū)及外圍圖象區(qū)的反射圖像的相對(duì)亮度和可能的放大或縮小倍數(shù)確定為校正參數(shù)。
然后借助于經(jīng)驗(yàn)校正參數(shù)執(zhí)行反射校正，其中，通過相對(duì)對(duì)稱中心的鏡像復(fù)制以及低通濾除(引起的散焦或污跡)、可能的放大或縮小(在端值之間線性內(nèi)插)以及減小亮度的距離依賴性，從被測(cè)圖象中減少人為反射圖像，然后從原始圖像中減去人為反射圖像。該過程在圖5中示出。從原始數(shù)據(jù)中產(chǎn)生的圖像被標(biāo)注為350，被計(jì)算的“人為”反射圖像用351表示，反射校正圖像用352表示。通過公知的在大約±(64/2)相鄰圖像點(diǎn)(兩種尺寸中)上的連續(xù)平均形式來執(zhí)行低通濾光。按照公知的圖像處理方法，由坐標(biāo)變換來執(zhí)行鏡像成像以及放大/縮小。根據(jù)上述確定的校正參數(shù)首先是近似值并且通常不能提供最佳校正。在實(shí)際中，校正參數(shù)必須反復(fù)修正一次或數(shù)次直到反射校正能提供滿意的結(jié)果為止(通過剩余亮度和誤差來檢測(cè))。但是，一旦發(fā)現(xiàn)最佳校正參數(shù)，可以將它們保持而不作進(jìn)一步的改變(對(duì)于給定測(cè)量裝置而言)。
上述反射校正是相對(duì)充分的計(jì)算。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)重要的方面，以較低分辨率執(zhí)行人為反射圖像的計(jì)算可以降低計(jì)算量，根據(jù)分辨率理想地權(quán)衡計(jì)算量和校正精度必須經(jīng)實(shí)驗(yàn)來確定。在實(shí)際的測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)過程中，已經(jīng)證明(未校正圖像的)滿分辨率的1/8分辨率是合適的，由此，計(jì)算量被減少為原來的1/64。以如下所述的有關(guān)散射光校正相同方法執(zhí)行具有更為粗糙分辨率的輔助圖像的計(jì)算。
散射光校正每個(gè)圖象點(diǎn)的散射光校正是從相應(yīng)圖像點(diǎn)的亮度值(疏漏值)中減去環(huán)繞該圖像點(diǎn)的所有圖像點(diǎn)所影響的依賴于距離的亮度。由一個(gè)圖象點(diǎn)i從圖像點(diǎn)j處接收到的亮度所起的作用ΔRi，j，可以計(jì)算為ΔRi，j＝ki，i*Rj。其中Rj是圖像點(diǎn)j的疏漏值，ki，i是取決于圖像點(diǎn)i和圖像點(diǎn)j之間距離的一個(gè)系數(shù)，該系數(shù)當(dāng)然必須預(yù)先確定。對(duì)于1-N*M編號(hào)的N*M個(gè)圖像點(diǎn)的構(gòu)成，就每個(gè)單獨(dú)的圖像點(diǎn)i來說，其環(huán)繞點(diǎn)的作用計(jì)算如下 散射光校正減退值RI′是Ri-ΔRi。顯然，對(duì)于校正的計(jì)算需要(N*M)2系數(shù)以及對(duì)應(yīng)數(shù)量的的乘法和加法運(yùn)算。對(duì)于300,000個(gè)圖像點(diǎn)，如同已經(jīng)提及的那樣，所需的計(jì)算量是巨大而且完全不現(xiàn)實(shí)的。
根據(jù)本發(fā)明，可以以這種方式處理僅對(duì)于相對(duì)小圖像區(qū)(典型地16×16像素)以及甚至在更小的核心區(qū)內(nèi)(典型地8×8像素)來執(zhí)行滿分辨率的校正。在所述圖像區(qū)之外，使用二進(jìn)制分段以及使用增加的距離以減少的分辨率來執(zhí)行該校正。除二進(jìn)制之外的其它分辨率的分段當(dāng)然也是可能的。
為了此目的，例如，從滿分辨率的圖像(原始被測(cè)數(shù)據(jù)或已經(jīng)反射校正的數(shù)據(jù))計(jì)算具有二進(jìn)制分級(jí)分辨率和與圖像邊緣有固定關(guān)系的5個(gè)輔助圖像。由原始被測(cè)數(shù)據(jù)或反射校正數(shù)據(jù)確定的滿分辨率圖像在下文中被作為原始圖像。輔助圖像具有該原始圖像分辨率的1/2、1/4、1/8、1/16以及1/32。從該原始圖像和輔助圖像中確定校正，對(duì)于具有較低(一半)分辨率的輔助圖像的計(jì)算，以公知方式將四個(gè)相鄰圖像點(diǎn)組合在一起，因此，這四個(gè)圖像點(diǎn)的平均疏漏值表示較為粗糙的輔助圖像的對(duì)應(yīng)圖像點(diǎn)的疏漏值。
對(duì)于下面純粹示范性說明，假設(shè)原始圖象的最大分辨率為480×640(由圖像傳感器設(shè)定的)，該值對(duì)應(yīng)于307,200個(gè)圖像點(diǎn)。因此，五個(gè)輔助圖像的分辨率為240×320(76,800個(gè)圖像點(diǎn))、120×160(19,200個(gè)圖像點(diǎn))、60×80(4800個(gè)圖像點(diǎn))、30×40(1200個(gè)圖像點(diǎn))以及15×20(300個(gè)圖像點(diǎn))。
現(xiàn)在選擇分別包括例如8×8個(gè)像素的核心區(qū)以便于一方面它們可以覆蓋整個(gè)圖像(最高分辨率的圖像)而沒有重疊和間距，另一方面它們適合于帶有二進(jìn)制分級(jí)分辨率的輔助圖像的網(wǎng)格中。存儲(chǔ)相對(duì)于滿分辨率圖像以及每個(gè)輔助圖像網(wǎng)格的核心區(qū)的位置和坐標(biāo)(例如角落點(diǎn)的)。該核心區(qū)重疊了具有1/8分辨率的輔助圖像的圖像點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，為每個(gè)分辨率單獨(dú)計(jì)算散射光校正。對(duì)于每個(gè)具有滿分辨率的原始圖像以及對(duì)于具有二進(jìn)制分級(jí)分辨率的輔助圖像，計(jì)算來自確定分析區(qū)的6個(gè)散射光所起的作用(對(duì)原始圖像的每個(gè)圖象點(diǎn))。將該6個(gè)散射光所起的作用加起來，為總的散射光作用，并且最后從各個(gè)圖像點(diǎn)的原始數(shù)據(jù)中減去后者。
下列運(yùn)作有關(guān)8×8核心區(qū)，并且對(duì)所有核心區(qū)(順序)執(zhí)行這些操作。
為了計(jì)算帶有滿分辨率的原始圖像的任何圖像點(diǎn)的散射光校正，確定在其中定位了的待校正圖像點(diǎn)的8×8核心區(qū)KB(在前面定義的核心區(qū)以外)。隨后，分別對(duì)每個(gè)原始圖像和具有二進(jìn)制分級(jí)分辨率的五個(gè)輔助圖像設(shè)置一個(gè)分析區(qū)AB1-AB6，該分析區(qū)一方面覆蓋了核心區(qū)KB，另一方面對(duì)應(yīng)相對(duì)粗糙輔助圖像的網(wǎng)格，由此，該區(qū)域限制必須與相同分辨率的圖像部分一致。因而分級(jí)分辨率的相同輔助圖像可用于該圖像的所有圖像點(diǎn)。在圖6和圖6a中示出了確定6個(gè)分析區(qū)的一個(gè)例子。最外部的分析區(qū)AB6覆蓋了帶有1/32分辨率的整個(gè)輔助圖像(圖6)。最內(nèi)側(cè)的5個(gè)分析區(qū)明顯比較小(圖6a)。下表4匯總了各個(gè)(示范性)區(qū)的特性數(shù)據(jù)表4

以經(jīng)驗(yàn)為主來執(zhí)行分析區(qū)尺寸的確定，從而得到足夠的散射光校正。具有較高的分辨率的分析區(qū)越大，校正就越好，由此，雖然同時(shí)增大了計(jì)算量。根據(jù)表4的示范性尺寸呈現(xiàn)出具有合適計(jì)算量的所需校正精度。
在各個(gè)較大分析區(qū)內(nèi)的核心區(qū)和分析區(qū)的相對(duì)位置當(dāng)然根據(jù)該核心區(qū)被設(shè)置在圖像中的位置或最外部分析區(qū)而變化。以下是基本條件該區(qū)域限制對(duì)應(yīng)各個(gè)粗糙輔助圖像的網(wǎng)格，并且該區(qū)域限制符合相同分辨率的像素限制。使用該條件(以及一旦固定尺寸)，除了等效對(duì)稱方法之外，可以清楚地確定(計(jì)算)和存儲(chǔ)分辨率區(qū)域。
8×8個(gè)像素核心區(qū)的散射光校正開始于最大圖像分辨率(15×20)，計(jì)算最粗糙分析區(qū)AB6的散射光對(duì)朝內(nèi)的下一個(gè)內(nèi)部分析區(qū)AB5(也比較圖6)的圖像點(diǎn)所產(chǎn)生的影響。由于該分析區(qū)AB6總共16個(gè)圖像點(diǎn)處在在分析區(qū)AB5內(nèi)，因此，對(duì)于實(shí)際分析區(qū)AB5的散射光部分的計(jì)算需要16×(300-16)＝4544個(gè)校正系數(shù)。對(duì)于整個(gè)輔助圖像，按1/32的分辨率，需要300×300＝90,000個(gè)校正系數(shù)。暫時(shí)把分析區(qū)AB6的散射光影響存儲(chǔ)起來。
此外，將該分析區(qū)AB5的輔助圖像數(shù)據(jù)復(fù)制到一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖器中，并且從中減去環(huán)繞的分析區(qū)AB6的散射光影響。在朝內(nèi)方向的下一個(gè)分析區(qū)的散射光計(jì)算的準(zhǔn)備過程中執(zhí)行這個(gè)過程，從而可以利用環(huán)繞的分析區(qū)AB6的散射光減少值，因?yàn)橹挥心切┲祵?duì)隨后的分析區(qū)產(chǎn)生進(jìn)一步的散射光。
現(xiàn)在以類似方式計(jì)算分析區(qū)AB5的圖像點(diǎn)的散射光對(duì)朝內(nèi)的下一個(gè)分析區(qū)AB4的圖像點(diǎn)所產(chǎn)生的影響，這些散射光影響已經(jīng)被分析區(qū)AB6的散射光影響所減少(來自緩沖器的數(shù)據(jù))。16個(gè)圖像點(diǎn)處在分析區(qū)AB4中，所以需要16×(64-16)＝768個(gè)校正系數(shù)，而對(duì)于整個(gè)分析區(qū)AB5需要64×64個(gè)校正系數(shù)。暫時(shí)存儲(chǔ)該分析區(qū)AB5的散射光影響，并且將向內(nèi)的下一個(gè)分析區(qū)AB4的輔助圖像數(shù)據(jù)復(fù)制到另外的數(shù)據(jù)緩沖器中。此外，以類似方式，從這些輔助圖像數(shù)據(jù)中減去環(huán)繞的分析區(qū)AB5的散射光影響，因此清除了散射光的數(shù)據(jù)被再次用于后續(xù)步驟中。
以類似方式，連續(xù)計(jì)算并暫時(shí)存儲(chǔ)分析區(qū)AB4、AB3、AB2以及AB1的圖像點(diǎn)(已經(jīng)清除了散射光)的散射光分別在向內(nèi)的下一個(gè)分析區(qū)AB3、AB2、AB1上產(chǎn)生的影響以及在核心區(qū)KB的每個(gè)8×8圖像點(diǎn)上產(chǎn)生的影響。如借助于圖6a可以計(jì)數(shù)的那樣，需要975、2304、5120和16384或4096、10000、20736和65536個(gè)校正系數(shù)。(參照?qǐng)D6，除了核心區(qū)之外，對(duì)每個(gè)分析區(qū)計(jì)算僅僅是環(huán)繞的分析區(qū)在位于內(nèi)部中心區(qū)所產(chǎn)生的影響)。
在完成這些計(jì)算之后，分析區(qū)AB1-AB6的6個(gè)散射光影響分別對(duì)核心區(qū)的每個(gè)8×8圖像點(diǎn)而出現(xiàn)。把這6個(gè)散射光影響附加到核心區(qū)KB的每個(gè)圖像點(diǎn)的總散射光影響上，由此，將每個(gè)圖象點(diǎn)的散射光影響分別轉(zhuǎn)移到下一個(gè)較高分辨率的輔助圖像的4個(gè)圖像點(diǎn)上。然后從該核心區(qū)的相應(yīng)圖像點(diǎn)的疏漏值(可能以前反射校正過)中減去這個(gè)總的散射光影響(或部分)。
整個(gè)圖像的散射光校正對(duì)于原始圖像的其余圖像點(diǎn)的散射光校正，對(duì)所有剩余核心區(qū)執(zhí)行相同的計(jì)算。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，總是使用相同的校正系數(shù)(上述實(shí)施例中總共為194464個(gè))。當(dāng)然，對(duì)于每個(gè)核心區(qū)，實(shí)際上僅需要總共194464個(gè)校正系數(shù)的一部分(這里例如是30095個(gè))。由該核心區(qū)和分析區(qū)的位置來固定被每個(gè)核心區(qū)有效使用的校正系數(shù)。
從上述這些例子可以看出，根據(jù)本發(fā)明的散射光校正的計(jì)算量低于傳統(tǒng)方法的幾個(gè)數(shù)量級(jí)。實(shí)際上，散射光校正是以這種方式被實(shí)際使用的。
單個(gè)圖象區(qū)的散射光校正在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常感興趣的僅是特定圖象區(qū)的光譜以及顏色測(cè)量。在那些情況中，僅對(duì)那個(gè)圖像區(qū)的圖像點(diǎn)或那些圖像區(qū)進(jìn)行散射光校正就足夠。因此，僅對(duì)至少包括那些感興趣圖像區(qū)中的一個(gè)圖像點(diǎn)的那些核心區(qū)計(jì)算散射光校正。
散射光校正系數(shù)的確定下面描述散射光校正所需的校正系數(shù)的確定。
在上述公式1中所使用的(N*M)2個(gè)校正系數(shù)kij可以被組織在一個(gè)系數(shù)矩陣中。另一方面，如果(Sij)表示散射光系數(shù)矩陣，散射光系數(shù)矩陣的元素Sij描述每個(gè)圖象點(diǎn)I對(duì)單個(gè)圖像點(diǎn)j所產(chǎn)生的影響∧Rij，因此，可以采用方程∧Rij＝Sij*Ri，該校正系數(shù)矩陣顯然是(Sij)的反矩陣。當(dāng)已經(jīng)確定了散射光系數(shù)矩陣(Sij)時(shí)，可以通過反變換來計(jì)算校正系數(shù)矩陣的各個(gè)元素。
可以通過在測(cè)試圖像上的散射光測(cè)量來確定散射光系數(shù)矩陣的元素(Sij)。為此，主要進(jìn)行如下處理將相對(duì)僅帶有一個(gè)單個(gè)明亮白光圖像點(diǎn)的測(cè)試圖像用于例如16×16個(gè)圖像點(diǎn)中的一個(gè)圖像點(diǎn)，所有其他圖像點(diǎn)變黑。測(cè)量單個(gè)白光點(diǎn)的疏漏Ri，以及由這單個(gè)白光點(diǎn)的散射光影響所產(chǎn)生的所有剩余圖像點(diǎn)的疏漏∧Rij。然后將該測(cè)量值代入到散射光矩陣公式并作為未知數(shù)從中算出散射光系數(shù)Sij。
對(duì)于一個(gè)散射光矩陣系數(shù)的清楚確定，需要與獨(dú)立矩陣元素?cái)?shù)相同的獨(dú)立測(cè)量數(shù)。因此，對(duì)于上述帶有總共194464個(gè)系數(shù)的6個(gè)解決步驟的6個(gè)校正系數(shù)矩陣(可以將其作為與相應(yīng)6個(gè)散射光系數(shù)矩陣的相反計(jì)算)而言將需要至少194464個(gè)測(cè)量過程，這當(dāng)然是不現(xiàn)實(shí)的。此外，不能足夠精確地測(cè)量各個(gè)圖像點(diǎn)的特別低的散射光影響。
為了減少用于確定校正系數(shù)的計(jì)算，可以利用這樣一個(gè)事實(shí)所需精度框架內(nèi)的散射光影響依賴于位置而不僅僅依賴于距離。因此，根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行如下處理。
使用測(cè)量裝置產(chǎn)生并測(cè)量(分析)帶有特定散射光元素的8個(gè)測(cè)試圖像。每個(gè)散射光元素由單個(gè)白光環(huán)組成(類似于校準(zhǔn)元素)。這些散射光元素的半徑(平均)和環(huán)寬度對(duì)于每個(gè)測(cè)試圖像來說都不同?？傮w上，提供8個(gè)不同大小的散射光元素，其平均半徑為例如2、3、8、16、25、50、100以及200像素。環(huán)寬度在最小環(huán)大約1個(gè)像素和最大環(huán)大約40個(gè)像素之間變化。每個(gè)測(cè)試圖像最好包括一些相同的散射光元素以便于獲得一些測(cè)量結(jié)果并且能夠減少使用這種方式的測(cè)量誤差。特別地，當(dāng)測(cè)量中心(像素)不總是精確位于環(huán)中央時(shí)，最小散射光元素在某種程度上是臨界范圍。最好在這些測(cè)試圖像中提供散射光元素組，由此，一個(gè)組中的各個(gè)元素可以分別被置換為相對(duì)于像素光柵的1/2或1/4像素。以這種方式，在該組的至少一個(gè)散射光元素中，一個(gè)像素總是足夠精確地被定位在該散射光元素的中央。然后使用來自該散射光元素的測(cè)量值(由最低散射光確認(rèn))。
圖8示出了具有單個(gè)散射光元素SE8的一個(gè)測(cè)試圖像；圖8a示出了放大的散射光元素。
如前所述，在該散射光元素中心測(cè)量散射光。將被測(cè)散射光相應(yīng)校準(zhǔn)在一個(gè)像素上(被測(cè)疏漏值被分成像素單元中的環(huán)形面)。被校準(zhǔn)散射光與白光像素亮度之商提供相對(duì)的散射光影響以及那些對(duì)于所有圖像點(diǎn)對(duì)都有效的散射光矩陣系數(shù)，這些圖像點(diǎn)對(duì)通過被測(cè)散射光元素的環(huán)形半徑(平均)彼此隔開。
借助于使用不同大小散射光元素的大量測(cè)試圖像，可以發(fā)現(xiàn)至少在一些區(qū)域內(nèi)散射光影響以雙對(duì)數(shù)刻度減小，并且總體上還與距離呈大體線性關(guān)系。圖9以雙對(duì)數(shù)刻度圖示出散射光和借助于8個(gè)散射光元素所測(cè)量的圖像點(diǎn)距離之間的示范性關(guān)系。橫坐標(biāo)以像素單位表示距離，縱坐標(biāo)表示相對(duì)散射光影響或散射光系數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)。例如，位于50個(gè)像素周圍距離處的散射光系數(shù)為10-5.993。在大約2個(gè)像素距離處，該散射光系數(shù)是10- 1.564，因此大出大約4個(gè)數(shù)量級(jí)。
現(xiàn)在可以將由環(huán)形半徑確定并借助于8個(gè)散射光元素所測(cè)量的用于8個(gè)(或更多)像素空間的8個(gè)散射光系數(shù)用作步進(jìn)線性內(nèi)插的基礎(chǔ)。對(duì)于每個(gè)分辨率級(jí)來說，可能的圖像點(diǎn)對(duì)的距離都是已知的(在該例子中總共為194,464對(duì))。通過上述的內(nèi)插，可以對(duì)每個(gè)產(chǎn)生的像素距離足夠精確地計(jì)算相關(guān)散射光系數(shù)。因此，對(duì)每級(jí)分辨率產(chǎn)生如下大小的散射光系數(shù)矩陣256×256、144×144、100×100、64×64以及300×300，由于許多圖像點(diǎn)對(duì)具有相同的像素距離，因此總共194,464個(gè)散射光系數(shù)是相等的。
將如此計(jì)算出的6個(gè)散射光系數(shù)矩陣反向，因此可以提供6個(gè)校正系數(shù)矩陣。隨后根據(jù)以前的解釋，將它們乘以相應(yīng)相關(guān)的校準(zhǔn)因子，隨后就可用于散射光校正的計(jì)算了。在計(jì)算程序被功能強(qiáng)大的程序語言例如C++編程的情況下，可以在一個(gè)通用辦公計(jì)算機(jī)上以幾秒鐘的時(shí)間執(zhí)行借助于測(cè)試圖像的被測(cè)數(shù)據(jù)所進(jìn)行的校正系數(shù)矩陣的計(jì)算。
散射光校正的校準(zhǔn)根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)重要方面，散射光校正可以是最佳的，執(zhí)行散射光校正的校準(zhǔn)其目的在于使該校正的均方殘留誤差最小。殘留誤差是指在散射光校正之后一個(gè)圖象點(diǎn)中仍呈現(xiàn)出的亮度差(指理論上預(yù)測(cè)值)。例如，在一個(gè)黑色圖像區(qū)中的被測(cè)亮度(散射光校正之后)實(shí)際上應(yīng)該是0。但是，在散射光校正不充分的情況下，仍能測(cè)量到剩余亮度(非常小)，這表明相應(yīng)圖像區(qū)的殘留誤差。
散射光校正的校準(zhǔn)基本存在于使用各個(gè)散射光影響的(一般不同)加權(quán)來估計(jì)6個(gè)分析區(qū)的散射光影響，并且從圖像點(diǎn)的發(fā)出值中減去各個(gè)散射光影響的加權(quán)和(替換通常的未加權(quán)和)?？梢杂上铝泄奖硎睛＝G1*ΔRAB1+G2*ΔRAB2+G3*ΔRAB3+G4*ΔRAB4+G5*ΔRAB5+G6*ΔRAB6其中，ΔR表示一個(gè)圖像點(diǎn)的總散射光校正，ΔRAB1...ΔRAB6表示各個(gè)分析區(qū)AB1...AB6的各個(gè)散射光校正影響，G1...G6表示前一次確定的加權(quán)值和校準(zhǔn)因子。
實(shí)際上，不加權(quán)散射光校正影響，只是將用于其計(jì)算的校正系數(shù)(相應(yīng)分辨率級(jí)的)乘以與相應(yīng)分辨率級(jí)有關(guān)的校準(zhǔn)因子，例如，1/1分辨率級(jí)的校正系數(shù)65,536用校準(zhǔn)因子G1，1/2分辨率級(jí)的校正系數(shù)20,736用校準(zhǔn)因子G2，等等。由于各種計(jì)算運(yùn)作的線性化，因此這樣能提供相同結(jié)果，但是僅需要執(zhí)行一次，從而總體上需要較小的計(jì)算量。
通過帶有合適測(cè)試圖案的測(cè)試圖像的測(cè)量和估算來執(zhí)行校準(zhǔn)因子的確定。該測(cè)試圖像最好帶有特定的校準(zhǔn)元素。為帶有適應(yīng)于該方法校準(zhǔn)元素的每種方法提供一個(gè)單獨(dú)的測(cè)試圖像。盡管校準(zhǔn)元素可以是任何一種結(jié)構(gòu)的校準(zhǔn)元素，但是可以建議在分析區(qū)之后建立該校準(zhǔn)元素以便于保證測(cè)量的獨(dú)立性。圖7a和圖7b示出了最佳的校準(zhǔn)元素。在圖上示出了帶有分別用于1/16和1/8分辨率級(jí)的校準(zhǔn)元素KE16或KE8的兩個(gè)測(cè)試圖像，并且類似地構(gòu)造其余測(cè)試圖像或其校準(zhǔn)元素。
可以看出，每個(gè)校準(zhǔn)元素僅由一個(gè)白光(多邊形)環(huán)面組成。該環(huán)面的外尺寸對(duì)應(yīng)該校正元素所傾向的分辨率級(jí)n的分析區(qū)ABn(參見圖6)。該校準(zhǔn)元素中心(黑色)與向內(nèi)的下一個(gè)分析區(qū)或核心區(qū)一致。打算用于最粗糙分辨率級(jí)(1/32)的校準(zhǔn)元素“退化”，沒有黑表面向外與白環(huán)相鄰。用于測(cè)量或分析的基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)該校準(zhǔn)元素(黑色)中心核心區(qū)(滿分辨率的8×8個(gè)像素)。(為了圖示的原因，該測(cè)試圖像的黑色區(qū)呈現(xiàn)為一種灰色圖案)。現(xiàn)測(cè)量每個(gè)測(cè)試圖像，并且在相應(yīng)校準(zhǔn)元素的核心區(qū)內(nèi)確定各個(gè)分辨率級(jí)的6個(gè)散射光校正變換。將其稱為下列的Sn，1、Sn，2...Sn，6，下標(biāo)n代表相應(yīng)的測(cè)試圖像或相應(yīng)的測(cè)量?？傊_定6個(gè)校準(zhǔn)因子需要至少6個(gè)(在數(shù)學(xué)方面)獨(dú)立測(cè)量。此外，對(duì)每個(gè)測(cè)試圖像執(zhí)行黑色測(cè)量(被黑色覆蓋的白環(huán))，并為相同核心區(qū)確定相應(yīng)的散射光影響。將其稱為下列的Bn，1、Bn，2...Bn，6，下標(biāo)n再次代表相應(yīng)的測(cè)試圖像或相應(yīng)的測(cè)量。由于出于物理原因，測(cè)試圖像的黑色區(qū)不是理想的黑色并且還會(huì)產(chǎn)生散射光，因此需要黑色測(cè)量。隨后，在照明測(cè)量的影響Sn，i和黑色測(cè)量的影響B(tài)n，i之間形成兩個(gè)不同點(diǎn)Dn，i。最后，對(duì)每個(gè)測(cè)量確定(如上所定義的)殘留誤差Fn。
將6×n個(gè)不同點(diǎn)Dn，i和n個(gè)殘留誤差Fn代入到具有6個(gè)未知校準(zhǔn)因子Gr的下列方程系統(tǒng)中-Fn＝G1×Dn，1+G2×Dn，2+G3×Dn，3+G4×Dn，4+G5×Dn，5+G6×Dn，6求解至少包括6個(gè)方程的這個(gè)方程系統(tǒng)中未知的G1...G6以及誤差平方和成為最小的臨界條件(補(bǔ)償計(jì)算)。顯然，可以將該方程系統(tǒng)寫成矩陣方程(-F)＝D(D)*(G) 公式2其中(-F)表示具有分量-Fn的一個(gè)誤差向量，(G)表示具有分量G1...G6的未知向量，而(D)表示具有元素Dn，i的系數(shù)矩陣。根據(jù)如下所列的補(bǔ)償計(jì)算公知規(guī)則來求解該矩陣方程以獲得未知數(shù)(G)＝[(D)T*(D)T]-1*(D)T*(-F)公式3其中(D)T表示對(duì)于(D)的轉(zhuǎn)置矩陣，[(D)T*(D)T]-1表示對(duì)兩個(gè)矩陣(D)T和(D)乘積的反矩陣。
將各個(gè)分辨率級(jí)的校正系數(shù)乘以(校準(zhǔn))以這種方式確定的校準(zhǔn)因子G1...G6。涉及分別成為校正圖像點(diǎn)(矩陣表達(dá)式中的對(duì)角元素)的那些系數(shù)當(dāng)然不被校正。
白光歸一化和白光邊緣歸一化在上述方式中，反射和散射光校正之后是白光歸一化和白光邊緣歸一化。執(zhí)行這些處理之后，作為最后校正測(cè)量，對(duì)每個(gè)用于光譜分離的干涉濾色片執(zhí)行光譜或波長(zhǎng)校正。
光譜校正如上所述，干涉濾色片的光譜特性取決于光束的入射角。該角度不是常數(shù)，但是依賴于被測(cè)對(duì)象的被測(cè)圖象點(diǎn)的位置。然而，可以從相應(yīng)圖像點(diǎn)的位置來將其算出，然后從中確定對(duì)于相應(yīng)圖像點(diǎn)位置實(shí)際有效的濾色片特性。
當(dāng)使用預(yù)先選擇的干涉濾色片在預(yù)先選擇的入射角γ的情況下測(cè)量的光譜被稱為(SP)γ時(shí)，可以通過根據(jù)方程4的樣條內(nèi)插從中計(jì)算出用于正常光譜范圍(例如400、420、440...680、700nm)的校正光譜(SP)k(SP)k＝(IM)γ*(SP)γ公式4其中(IM)γ是具有n2個(gè)元素的對(duì)于入射角γ有效的一個(gè)內(nèi)插矩陣，此時(shí)n是光譜的離散光譜值(波長(zhǎng)范圍)數(shù)。在當(dāng)前具有16個(gè)離散光譜通道例子中，該矩陣包括16×16＝256元素。通過檢測(cè)測(cè)量能以公知方式確定內(nèi)插矩陣(IM)γ的這些元素。
對(duì)于例如50個(gè)離散入射角γ(例如在0°和17°之間)確定并存儲(chǔ)與根據(jù)本發(fā)明的光譜校正有關(guān)的這個(gè)內(nèi)插矩陣(IM)γ。根據(jù)8×8像素在被測(cè)對(duì)象上的位置，將這50個(gè)離散入射角γ指定給例如8×8像素的每個(gè)圖象點(diǎn)區(qū)。隨后，借助于屬于根據(jù)用于正常光譜區(qū)例如400、420、440...680、700nm的上述方程的相關(guān)離散入射角γ的內(nèi)插矩陣(IM)γ來計(jì)算根據(jù)前述的每個(gè)圖像點(diǎn)(以前的對(duì)比度校正)的光譜(SP)γ。
在這個(gè)最后校正測(cè)量之后，呈現(xiàn)出被測(cè)對(duì)象的每個(gè)圖像點(diǎn)的校正圖像數(shù)據(jù)(光譜)72以便于進(jìn)一步使用或分析。以這種方式獲得的校正圖像數(shù)據(jù)的精度可以與使用通用彩色測(cè)量裝置測(cè)量的圖像數(shù)據(jù)精度相比。在圖10中總結(jié)性地再次清楚示出了不同的校正測(cè)量。
權(quán)利要求
1.一種用于平面或平坦的待測(cè)對(duì)象的逐個(gè)像素光電測(cè)量裝置，包括一個(gè)光轉(zhuǎn)換元件的二維陣列，用于響應(yīng)由被測(cè)對(duì)象疏漏的光而產(chǎn)生電信號(hào)；成像裝置，用于將被測(cè)對(duì)象成像在光轉(zhuǎn)換元件的二維陣列上；設(shè)置在成像光路中的濾色片，用于投射在光轉(zhuǎn)換元件上的測(cè)量光的波長(zhǎng)可選濾光；信號(hào)處理裝置，用于處理由該光轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生的電信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字原始測(cè)量數(shù)據(jù)；以及數(shù)據(jù)處理裝置，用于將原始測(cè)量數(shù)據(jù)處理為表示被測(cè)對(duì)象各個(gè)像素顏色的圖像數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)造為可用于執(zhí)行散射光校正以減少散射光影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于數(shù)據(jù)處理裝置從被測(cè)對(duì)象或待測(cè)對(duì)象的測(cè)量數(shù)據(jù)算出散射光圖像，并從被測(cè)對(duì)象的測(cè)量數(shù)據(jù)中逐個(gè)象素地減去后者。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于數(shù)據(jù)處理裝置以二進(jìn)制分級(jí)分辨率來進(jìn)行散射光圖像計(jì)算，對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)選擇一些分級(jí)分辨率的分析區(qū)和環(huán)繞的圖像點(diǎn)，并開始于最大分析區(qū)和最粗糙分辨率計(jì)算每個(gè)分析區(qū)對(duì)具有次一級(jí)分辨率的向內(nèi)的下一個(gè)分析區(qū)的散射光影響，對(duì)于最內(nèi)側(cè)的分析區(qū)僅以最高分辨率來計(jì)算散射光影響。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于該數(shù)據(jù)處理裝置借助于散射光校正系數(shù)計(jì)算各個(gè)分析區(qū)的散射光影響，使每個(gè)分辨率級(jí)與其自己的散射光系數(shù)組相關(guān)，并且每個(gè)分辨率級(jí)的散射光系數(shù)描述了由各分辨率級(jí)的一個(gè)圖像點(diǎn)從相同分辨率級(jí)的其它圖像點(diǎn)處接收到的那些散射光部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于該數(shù)據(jù)處理裝置借助于校準(zhǔn)過的散射光校正系數(shù)計(jì)算各個(gè)分析區(qū)的散射光影響，由此，用一個(gè)校準(zhǔn)因子加權(quán)與每個(gè)分辨率級(jí)相關(guān)的散射光系數(shù)組，并且選擇校準(zhǔn)因子，以便使散射光校正之后剩余的殘留誤差最小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于數(shù)據(jù)處理裝置將散射光校正限定于待測(cè)對(duì)象或被測(cè)對(duì)象的可選擇區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行補(bǔ)償成像裝置所產(chǎn)生的幾何誤差的幾何校正。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于數(shù)據(jù)處理裝置包括一個(gè)校正表，在該表中為每個(gè)圖象點(diǎn)存儲(chǔ)相對(duì)于借助測(cè)試圖像所確定的正常位置的位置偏移，并且數(shù)據(jù)處理裝置基于存儲(chǔ)在該校正表中的這個(gè)位置偏移來校正每個(gè)圖象點(diǎn)的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于在該校正表中，相同的位置偏移分別與相鄰圖像點(diǎn)的一個(gè)小區(qū)域相關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行反射校正以減少反射效應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于數(shù)據(jù)處理裝置從被測(cè)對(duì)象的測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算中心對(duì)稱反射圖像，并且從被測(cè)對(duì)象的測(cè)量數(shù)據(jù)中逐個(gè)象素地減去該反射圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其特征在于數(shù)據(jù)處理裝置以比測(cè)量數(shù)據(jù)分辨率低的分辨率進(jìn)行反射圖像的計(jì)算。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行白光歸一化，由此，將被測(cè)對(duì)象或待測(cè)對(duì)象的測(cè)量數(shù)據(jù)歸一化為一個(gè)白光基準(zhǔn)區(qū)的亮度值。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行白光邊緣歸一化，由此，對(duì)于每次測(cè)量，確定白光邊緣區(qū)的亮度，并且將測(cè)量數(shù)據(jù)歸一化為該邊緣區(qū)的平均亮度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行光譜校正，考慮取決于光束的入射角度的干涉濾色片的光譜特性。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其特征在于對(duì)于預(yù)先選擇的多個(gè)入射角，將內(nèi)插矩陣分別存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)處理裝置中，該數(shù)據(jù)處理裝置基于每個(gè)圖象點(diǎn)在被測(cè)對(duì)象上的相對(duì)位置將離散入射角分配給每個(gè)圖象點(diǎn)，并且該數(shù)據(jù)處理裝置借助于與離散入射角相關(guān)的該內(nèi)插矩陣來校正由測(cè)量數(shù)據(jù)所形成的相應(yīng)圖像點(diǎn)光譜。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于二維光轉(zhuǎn)換元件陣列以及成像裝置為一個(gè)攝影機(jī)，該攝影機(jī)具有二維圖像傳感器和一個(gè)具有進(jìn)口光閘的成像透鏡。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其特征在于該攝影機(jī)是黑白攝影機(jī)，并且濾光裝置包括一組投射在光轉(zhuǎn)換元件上的測(cè)量光的波長(zhǎng)可選濾光的帶通濾色片以及一個(gè)可選擇地將該帶通濾色片移入成像光路的驅(qū)動(dòng)裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其特征在于驅(qū)動(dòng)裝置可以順序?qū)⒃搸V色片移入成像光路。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其特征在于設(shè)置有基本上覆蓋400-700nm光譜范圍的大約16個(gè)帶寬為20nm的帶通濾色片。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其特征在于該帶通濾色片安裝在可旋轉(zhuǎn)濾光輪上。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于投射在光轉(zhuǎn)換元件上的測(cè)量光的波長(zhǎng)可選濾光的濾色片裝置為一個(gè)直接定位在該光轉(zhuǎn)換元件上的帶通濾色片。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，包括幾個(gè)具有二維圖像傳感器和一個(gè)具有進(jìn)口光閘的成像透鏡的攝影機(jī)，并且每個(gè)攝影機(jī)用于不同波長(zhǎng)范圍的測(cè)量。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其特征在于每個(gè)攝影機(jī)通過包括上游帶通濾色片來測(cè)量不同波長(zhǎng)范圍。
全文摘要
用于平面被測(cè)量對(duì)象的逐個(gè)像素光電測(cè)量的裝置包括將被測(cè)對(duì)象成像在二維CCD傳感器上的投影裝置、設(shè)置在成像光路中的用于投射在圖像傳感器上的測(cè)量光的波長(zhǎng)選擇濾光的濾色片裝置、處理由圖像傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字原始測(cè)量數(shù)據(jù)的信號(hào)處理裝置以及用于把該原始測(cè)量數(shù)據(jù)處理成表示被測(cè)對(duì)象的各個(gè)像素顏色的圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理裝置。此外,設(shè)置有照明裝置,該照明裝置包括在入射角基本上為45°±5°的條件下用至少一個(gè)主平行光束照射被測(cè)對(duì)象的一個(gè)菲涅耳透鏡。包括至少一個(gè)構(gòu)成為菲涅耳透鏡的遠(yuǎn)程鏡頭的投影裝置被構(gòu)造為一個(gè)焦闌成像光學(xué)系統(tǒng),該光學(xué)系統(tǒng)在基本上0°的相同觀察角下并以最大為5°的相同孔徑角將被測(cè)對(duì)象的每個(gè)點(diǎn)成像在光轉(zhuǎn)換元件陣列上。數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行大范圍的校正測(cè)量。
文檔編號(hào)H04N9/04GK1363827SQ0114023
公開日2002年8月14日 申請(qǐng)日期2001年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月8日
發(fā)明者漢斯·奧特 申請(qǐng)人:格萊特格－曼克貝斯公開股份有限公司