Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Messvorrichtung zur frequenzaufgelösten Messung einer Intensität einer elekt romagnetischen Strahlung sowie ein zugehöriges Verfahren. Derartige optoelektronische Messvorrichtungen werden auch als Spektrometer bezeichnet.

Eine derartige optoelektronische Messvorrichtung kann mehrere Messkanäle umfassen, wobei ein erster der Messkanäle eine erste spektrale Empfindlichkeit aufweist und ein weiterer der Messkanäle eine weitere spektrale Empfindlichkeit aufweist, der sich von der ersten spektralen Empfindlichkeit unter scheidet .

Es stellt sich die Aufgabe, eine besonders empfindliche und kompakte optoelektronische Messvorrichtung zur frequenzaufge lösten Messung einer Intensität einer elektromagnetischen Strahlung sowie ein entsprechendes Verfahren zur frequenzauf gelösten Messung einer Intensität einer elektromagnetischen Strahlung bereitzustellen.

Eine derartige optoelektronische Messvorrichtung zur fre quenzaufgelösten Messung einer Intensität einer elektromagne tischen Strahlung umfasst mindestens zwei Messkanäle wobei ein erster der Messkanäle eine erste spektrale Empfindlich keit aufweist und ein weiterer der Messkanäle eine weitere spektrale Empfindlichkeit aufweist, die sich von der ersten spektralen Empfindlichkeit unterscheidet. Weiterhin umfasst die optoelektronische Messvorrichtung mindestens zwei Kolli matoren zum Kollimieren der elektromagnetischen Strahlung.

Dabei verläuft durch jeden der Kollimatoren ein separater op tischer Pfad zu einem oder mehreren der Messkanäle. Überdies ist jeder der Messkanäle angeordnet, eine Intensität der mit tels einem oder mehreren der Kollimatoren kollimierten elekt romagnetische Strahlung zu messen. Die Verwendung mehrerer Kollimatoren ermöglicht im Vergleich zur Verwendung nur eines Kollimators die Erhöhung der Emp findlichkeit der optoelektronischen Messvorrichtung bei vor gegebener Größe.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Messvorrichtung mindestens 5 oder mindestens 10 oder mindes tens 50 der Messkanäle.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Messvorrichtung mindestens 5 oder mindestens 10 oder mindes tens 50 der Kollimatoren.

Gemäß einer Ausführungsform weisen alle der Messkanäle unter schiedliche spektrale Empfindlichkeiten auf. Mit anderen Wor ten, die Messkanäle weisen jeweils eine spektrale Empfind lichkeit auf, die sich von den spektralen Empfindlichkeiten aller weiterer Messkanäle unterscheidet.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst mindestens einer der Kol limatoren eine Kollimationslinse und eine Aperturblende oder er besteht daraus. Besonders bevorzugt umfassen die Kollima toren oder zumindest mehrere der Kollimatoren jeweils eine Aperturblende und eine Kollimationslinse oder bestehen dar aus. Die Aperturblende kann in einem optischen Pfad vor der Kollimationslinse angeordnet sein, d.h. die Kollimationslinse ist angeordnet, eine durch die Aperturblende hindurch trans- mittierte elektromagnetische Strahlung zu kollimieren.

Als Aperturblende (auch Öffnungsblende genannt) wird eine Blende bezeichnet, die eine Öffnungsweite begrenzt, vorlie gend die Öffnungsweite des Kollimators. Eine derartige

Aperturblende besitzt eine für die elektromagnetische Strah lung undurchlässige Blendenmembran, in der mindestens eine Öffnung vorgesehen ist, durch die die elektromagnetische Strahlung hindurchtritt. Gemäß einer Ausführungsform ist eine Blendenmembran der

Aperturblende von mindestens einem der Kollimatoren monoli thisch mit der Linse dieses Kollimators verbunden. Besonders bevorzugt ist bei den Kollimatoren oder zumindest bei mehre ren der Kollimatoren eine Blendenmembran der Aperturblende des jeweiligen Kollimators mit der Linse dieses Kollimators monolithisch verbunden. Insbesondere kann die Blendenmembran eine Schicht auf der Linse umfassen oder daraus bestehen.

Dies vereinfacht die Herstellung des Kollimators. Die Blen denmembran kann durch Beschichtung der Kollimationslinse mit der Schicht erzeugt werden.

Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Kollimatoren oder mindestens zwei der Kollimatoren jeweils eine Kollimations- linse und eine Aperturblende, wobei die Aperturblenden der mindestens zwei Kollimatoren eine gemeinsame Blendenmembran aufweisen. Dies vereinfacht die Herstellung der Kollimatoren.

Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Kollimatoren oder zumindest zwei der Kollimatoren jeweils Kollimationslinse und eine Aperturblende, wobei die Kollimationslinsen der Kollima toren monolithisch ausgebildet sind. Dies vereinfacht die Herstellung der Kollimationslinsen, beispielsweise können diese gemeinsam in einem Spritzgussverfahren hergestellt wer den. Überdies kann ein aus derartigen monolithischen Linsen gebildetes Linsenarray einfach positioniert und gehandhabt werden .

Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Kollimatoren oder zumindest zwei der Kollimatoren jeweils eine Kollimationslin- se und eine Aperturblende, wobei die Aperturblenden der Kol limatoren eine gemeinsame Blendenmembran aufweisen und die Kollimationslinsen der Kollimatoren monolithisch ausgebildet sind. Dabei kann die gemeinsame Blendenmembran mit den mono lithisch verbundenen Kollimationslinsen monolithisch verbun den sein. Insbesondere kann die gemeinsame Blendenmembran ei ne Schicht auf den monolithisch verbundenen Kollimationslin- sen umfassen oder daraus bestehen. Dementsprechend kann die Blendenmembran durch Beschichtung der monolithisch verbunde nen Kollimationslinsen mit der Schicht erzeugt werden.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Messvorrichtung überdies mindestens ein Strahlungsabsorpti onselement, das zwischen zweien der Kollimatoren angeordnet ist. Dadurch kann ein Übersprechen zwischen den Kollimatoren vermieden werden und die Kollimierung verbessert werden. Ide alerweise umfasst die optoelektronische Messvorrichtung k der Kollimatoren und mindestens k-1 der Strahlungsabsorptionsele mente. Dann kann zwischen allen Kollimatoren ein Strahlungs absorptionselement angeordnet werden.

Ein derartiges Strahlungsabsorptionselement ist insbesondere vorteilhaft, wenn es zwischen zwei Kollimatoren angeordnet ist, die jeweils wie zuvor beschrieben eine Kollimationslinse und eine Aperturblende umfassen. Dabei kann das Strahlungsab sorptionselement zwischen den Blendenmembranen der Apertur blenden und den (ggfs, monolithisch ausgebildeten) Kollimati onslinsen angeordnet sein oder zwischen einer gemeinsamen Blendenmembran der Aperturblenden und den (ggfs, monolithisch ausgebildeten) Kollimationslinsen angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann es auch zwischen den Kollimationslinsen der zwei Kollimatoren angeordnet sein.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst zumindest einer der Mess kanäle ein Strahlungsdetektionselement sowie einen Spektral filter. Bevorzugt umfassen die oder zumindest mehrere der Messkanäle jeweils ein Strahlungsdetektionselement sowie ei nen Spektralfilter. Der Spektralfilter kann angeordnet sein, die elektromagnetische Strahlung vor Detektion durch das Strahlungsdetektionselement zu filtern.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Messvorrichtung pro Messkanal genau einen zugeordneten Kolli mator, wobei der Messkanal angeordnet ist, die mittels des jeweils zugeordneten Kollimators kollimierte elektromagneti sche Strahlung zu erfassen. Beispielsweise sind die Messkanä- le angeordnet, überwiegend die mittels des jeweils zugeordne ten Kollimators kollimierte elektromagnetische Strahlung zu erfassen, d.h. mindestens 50 % oder 70 % oder sogar 90 % der von dem jeweiligen Messkanal erfassten elektromagnetischen Strahlung stammt von dem zugeordneten Kollimator. Auch können die Messkanäle angeordnet sein, nur die mittels des jeweils zugeordneten Kollimators kollimierte elektromagnetische

Strahlung zu erfassen, d.h. 100% der von dem jeweiligen Mess kanal erfassten elektromagnetischen Strahlung stammt von dem zugeordneten Kollimator.

Die optoelektronische Messvorrichtung umfasst mehr Kollimato ren als Messkanäle. Das bedeutet, die optoelektronische Mess vorrichtung umfasst mindestens zwei Messkanäle, wobei ein erster der Messkanäle eine erste spektrale Empfindlichkeit aufweist und ein weiterer der Messkanäle eine weitere spekt rale Empfindlichkeit aufweist, die sich von der ersten spekt ralen Empfindlichkeit unterscheidet, und überdies mehr Kolli matoren zum Kollimieren der elektromagnetischen Strahlung als Messkanäle, wobei durch jeden der Kollimatoren ein separater optischer Pfad zu einem oder mehreren der Messkanälen ver läuft und jeder der Messkanäle angeordnet ist, eine Intensi tät der mittels einem oder mehreren der Kollimatoren kolli- mierten elektromagnetische Strahlung zu messen.

Gemäß einer Ausführungsform sind mehreren, vorzugsweise 2, 5 oder 25, der Messkanäle oder den Messkanälen jeweils genau n Kollimatoren, wobei n eine natürliche Zahl größer oder gleich zwei ist, derart zugeordnet, dass diese Messkanäle angeordnet sind, die mittels der jeweils zugeordneten Kollimatoren kol limierte elektromagnetische Strahlung zu erfassen. Beispiels weise sind die Messkanäle angeordnet, überwiegend die mittels der zugeordneten Kollimatoren kollimierte elektromagnetische Strahlung zu erfassen, d.h. mindestens 50 % oder mindestens 70 % oder sogar mindestens 90 % der von dem jeweiligen Mess kanal erfassten elektromagnetischen Strahlung stammt von den zugeordneten Kollimatoren. Auch können die Messkanäle ange ordnet sein, nur die mittels der jeweils zugeordneten Kolli- mators kollimierte elektromagnetische Strahlung zu erfassen, d.h. 100% der von dem jeweiligen Messkanal erfassten elektro magnetischen Strahlung stammt von den zugeordneten Kollimato ren. Durch die höhere Anzahl an Kollimatoren kann die Größe der optoelektronischen Messvorrichtung weiter reduziert wer den, wobei gleichzeitig einfach sichergestellt werden kann, dass die Kollimatoren die Intensität der elektromagnetischen Strahlung bei allen Messkanälen gleichartig beeinflussen.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Messvorrichtung überdies mindestens ein Streuelement. Dieses kann in einem optischen Pfad vor den oder zumindest mehreren der Kollimatoren angeordnet sein. Das bedeutet, dass die Kol limatoren oder zumindest mehrere der Kollimatoren angeordnet sind, die durch das Streuelement gestreute elektromagnetische Strahlung zu kollimieren.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Messvorrichtung mindestens ein Strahlungsverteilungsmittel, das eingerichtet und angeordnet ist, eine auf die optoelekt ronische Messvorrichtung treffende elektromagnetischen Strah lung auf die Kollimatoren oder zumindest mehrere der Kollima toren zu verteilen. Dabei kann es sich um das zuvor beschrie bene Streuelement handeln oder das Strahlungsverteilungsmit tel kann ein derartiges Streuelement umfassen. Alternativ o- der zusätzlich kann das Strahlungsverteilungsmittel bei spielsweise auch einen Lichtleiter umfassen oder daraus be stehen, wobei der Lichtleiter angeordnet ist, die elektromag netische Strahlung auf die Kollimatoren zu verteilen.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur fre quenzaufgelösten Messung einer Intensität einer elektromagne tischen Strahlung den Schritt des Messens der Intensität der elektromagnetischen Strahlung mittels mindestens zwei Messka nälen, wobei ein erster der Messkanäle eine erste spektrale Empfindlichkeit aufweist und ein weiterer der Messkanäle ei nen weitere spektrale Empfindlichkeit aufweist, die sich von der ersten spektrale Empfindlichkeit unterscheidet, und den Schritt des Kollimierens der elektromagnetischen Strahlung mittels mindestens zwei Kollimatoren vor dem Schritt des Mes sens der Intensität. Dabei verläuft durch jeden der Kollima toren ein separater optischer Pfad zu einem oder mehreren der Messkanäle und jeder der Messkanäle misst die Intensität der mittels einem oder mehreren der Kollimatoren kollimierten elektromagnetische Strahlung.

Bei dem Verfahren werden mehr Kollimatoren zum Kollimieren der elektromagnetischen Strahlung verwendet werden als Mess kanäle zum Messen der Intensität verwendet werden.

Bei dem Verfahren kann die zuvor beschriebene optoelektroni sche Messvorrichtung verwendet werden.

Verschiedene Aus führungs formen der erfindungsgemäßen Lösung werden im Folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen schematisch:

Figur 1: eine optoelektronische Messvorrichtung gemäß einem ersten Beispiel,

Figur 2: eine optoelektronische Messvorrichtung gemäß einem zweiten Beispiel,

Figur 3: ein Übersprechen zwischen Kollimatoren der opto

elektronischen Messvorrichtung gemäß dem zweiten Beispiel ,

Figur 4: eine optoelektronische Messvorrichtung gemäß einem dritten Beispiel,

Figur 5: eine optoelektronische Messvorrichtung gemäß einem vierten Beispiel,

Figur 6: eine optoelektronische Messvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Figur 7 : eine optoelektronische Messvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Figur 8: eine optoelektronische Messvorrichtung gemäß einem fünften Beispiel,

Figur 9: eine optoelektronische Messvorrichtung gemäß einem sechsten Beispiel,

Figur 10: die Schritte eines Verfahrens zur frequenzaufgelös ten Messung einer Intensität einer elektromagneti schen Strahlung.

Eine optoelektronische Messvorrichtung 1 gemäß einem ersten Beispiel ist schematisch in Figur 1 dargestellt. Sie umfasst ein Gehäuse 2, in dem ein erster Kollimator Ki, ein zweiter Kollimator K2, ein erster Messkanal Mi und ein zweiter Mess kanal M2 angeordnet sind. Der erste Kollimator Ki umfasst ei ne erste Aperturblende A und eine erste Kollmationslinse Li. Der zweite Kollimator K2 umfasst dementsprechend eine zweite Aperturblende A2 und eine zweite Kollmationslinse L2. Die erste Aperturblende A umfasst eine erste Blendenmembran Bi und die zweite Aperturblende A2 umfasst eine zweite Blenden membran B2. Die erste Aperturblende A ist in einem optischen Pfad vor der ersten Kollimationslinse Li angeordnet, d.h. die elektromagnetische Strahlung 10 wird erst durch die erste Aperturblende A hindurch transmittiert und dann durch die erste Kollimationslinse Li. Dies gilt analog auch für die zweite Aperturblende A und die zweite Kollimationslinse L2.

Zwischen den Blendenmembranen Bi, B2 und zwischen den Kolli mationslinsen Li, L2 ist jeweils ein Gehäuseabschnitt 2a an geordnet, der als Halter für die Blendenmembranen Bi, B2 und die Kollimationslinsen Li, L2 dient.

Der erste Messkanal Mi umfasst einen ersten Spektralfilter Fi sowie ein erstes Strahlungsdetektionselement Di. Analog dazu umfasst der zweite Messkanal M2 einen zweiten Spektralfilter F2 sowie ein zweites Strahlungsdetektionselement D2.

Detektoren haben einen sensitiven Spektralbereich. Dies ist der Wellenlängenbereich, in dem elektromagnetische Strahlung detektiert wird. Ein Detektor kann eine wellenlängenabhängige Empfindlichkeit, auch spektrale Empfindlichkeit genannt, ha ben, so dass unterschiedliche Wellenlängen gleicher Intensi tät unterschiedlich starke Detektorsignale, z.B. Spannungen oder Ströme, generieren.

Die beiden Spektralfilter Fi und F2 weisen unterschiedliche Filtercharakteristiken auf, so dass die Messkanäle Mi und M2 unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten aufweisen. Dem entsprechend kann die Intensität der elektromagnetischen Strahlung 10 mit der optoelektronischen Messvorrichtung 1 frequenzaufgelöst gemessen werden.

Durch die Kollimierung der elektromagnetischen Strahlung 10 kann sichergestellt werden, dass die Messkanäle Mi und M2 von einem Einfallswinkel der elektromagnetischen Strahlung 10 im Wesentlichen unabhängige spektrale Empfindlichkeiten aufwei sen, selbst wenn die Filtercharakteristiken der Spektralfil ter Fi, F2 eine starke Winkelabhängigkeit aufweisen.

Bei den Spektralfiltern Fi, F2 kann es sich insbesondere um Bandpassfilter handeln. Die Filtercharakteristiken von Band passfiltern können eine starke Winkelabhängigkeit aufweisen, insbesondere wenn Mehrschichtinterferenzfilter als Bandpass filter verwendet werden.

Die Strahlungsdetektionselemente Di und D2 sind Bestandteil eines Detektorarrays 4. Vor den Kollimatoren Ki, K2 ist ein Streuelement 3 zum Streuen der elektromagnetischen Strahlung 10 angeordnet. Bei den Strahlungsdetektionselementen Dl, D2 kann es sich um baugleiche Siliziumphotodioden handeln. Die optoelektronische Messvorrichtung 1 weist mehrere Kolli matoren Ki und K ₂ auf. Sie besitzt pro Messkanal Mi, M ₂ genau einen Kollimator Ki, K ₂ . Die Kollimatoren Ki und K ₂ sind nicht „optisch in Reihe geschaltet", d.h. die elektromagnetische Strahlung 10 passiert nicht erst durch einen der Kollimatoren Ki, K ₂ und dann durch den anderen der Kollimatoren Ki, K ₂ .

Vielmehr sind die Kollimatoren Ki, K ₂ „optisch parallel ge schaltet". Damit ist nicht gemeint, dass die Kollimatoren Ki, K ₂ parallel ausgerichtet sein müssen, sondern, dass durch je den der Kollimatoren Ki, K ₂ ein separater optischer Pfad zu einem oder mehreren der Messkanäle Mi, M ₂ verläuft. Dement sprechend steht sowohl die durch den ersten Kollimator Ki durchgelassene elektromagnetische Strahlung 10 als auch die durch den zweiten Kollimator K ₂ durchgelassene elektromagne tische Strahlung 10 zur Messung zur Verfügung.

Im Vergleich zu einer optoelektronischen Messvorrichtung mit einem Kollimator können dadurch Kollimatoren Ki, K ₂ mit einer geringeren Höhe verwendet werden. Die Höhe der optoelektroni schen Messvorrichtung 1 ergibt sich als Summe der Fokallänge f der Kollimationslinsen Li, L ₂ , der Dicke t der Linsen und der Arbeitsweite a, die gleich der Entfernung zwischen den Kollimationslinsen Li, L ₂ und den Spektralfiltern Fi, F ₂ ist und gleich Null sein kann. Dementsprechend ist die Höhe der optoelektronischen Messvorrichtung 1 durch die Fokallänge f der Linsen und die Dicke t der Linsen Li, L ₂ begrenzt.

Bei Verwendung von nur einem Kollimator müsste man, um die selbe Intensität elektromagnetischer Strahlung mit der opto elektronische Messvorrichtung wie in dem vorliegenden ersten Beispiel zu erfassen, die Aperturblende größer wählen als im vorliegenden Beispiel. Um in einem solchen Fall dieselbe Strahldivergenz nach den Kollimatoren wie in dem vorliegenden Beispiel zu erhalten, müsste man die Fokallänge der Linse er höhen und auch die Linse vergrößern, wodurch diese auch di cker wird. Dementsprechend wird durch die Verwendung mehrerer Kollimatoren Ki, K ₂ im Vergleich zu der Verwendung von nur einem Kollimator gemäß dem Stand der Technik die Höhe (Fokal- länge f und Dicke t) der optoelektronischen Messvorrichtung 1 verringert. Ebenfalls kann durch die Verwendung mehrerer Kol limatoren Ki, K2 eine Empfindlichkeit der optoelektronischen Messvorrichtung 1 erhöht werden, indem mehr elektromagneti sche Strahlung 10 zu den Messkanälen Mi, M2 gebracht wird.

In Figur 2 ist eine optoelektronische Messvorrichtung 1 gemäß einem zweiten Beispiel dargestellt. Diese ist im Wesentlichen analog zu der gemäß dem ersten Beispiel aufgebaut. Statt zwei Messkanälen Mi, M2 besitzt diese allerdings m Messkanäle Mi,

M2, ..., M _m , wobei m eine natürliche Zahl größer oder gleich zwei ist, vorliegend sind 9 Messkanäle dargestellt.

Überdies besitzt sie anstatt zwei Kollimatoren Ki, K2 k Kol limatoren Ki, K2, ..., K _k , wobei k gleich m ist, d.h. die opto elektronische Vorrichtung hat genauso viele Kollimatoren wie Messkanäle. Vorliegend sind neun Kollimatoren Ki, K2, ..., K dargestellt .

Alle der Messkanäle Mi, M2, ..., M _m weisen unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten auf. Mit anderen Worten, die Messkanäle Mi, M2, ..., M _m weisen jeweils eine spektrale Emp findlichkeit auf, die sich von der spektralen Empfindlichkeit aller weiterer Messkanäle Mi, M2, ..., M _m unterscheidet.

Folglich kann mit der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Beispiel bei Verwendung von mehr als 2 Messkanälen eine frequenzaufgelöste Messung der Intensität der elektromagnetischen Strahlung 10 mit genauerer spektraler Auflösung durchgeführt werden als mit der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem ersten Beispiel. Bei Verwendung von mehr als 2 Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k kann dies ohne Erhö hung der Höhe (insbesondere Fokallänge f und Dicke t) der optoelektronischen Messvorrichtung 1 erfolgen.

Wie erwähnt, kann die optoelektronische Messvorrichtung 1 al ternativ zu den neun dargestellten Messkanälen und Kollimato ren auch eine davon abweichende Anzahl m an Messkanälen M und eine davon abweichende Anzahl k an Kollimatoren K aufweisen. Beispielsweise kann sie mindestens 5 oder mindestens 10 oder mindestens 50 Messkanäle M und Kollimatoren K aufweisen.

Die Kollimatoren Ki, K ₂ , ... , Kg weisen im Unterschied zu dem ersten Beispiel, bei dem zwei Blendenmembranen Bi, B2 vorhan den sind, zwischen denen ein Gehäuseabschnitt 2a angeordnet ist, der als Halter für die Blendenmembranen Bi, B2 dient, eine gemeinsame Blendenmembran B auf, und der dazwischenlie gende Gehäuseabschnitt 2a entfällt.

Die Kollimationslinsen Li, L2, ..., L _k sind monolithisch ausge bildet, d.h. aus einem Stück bestehend ausgebildet. Bei spielsweise können diese gemeinsam in einem Spritzgussverfah ren hergestellt sein. Ein aus derartigen monolithischen Kol limationslinsen Li, L2, ..., L _k gebildetes Linsenarray kann ein fach positioniert und gehandhabt werden.

Zwischen den Kollimationslinsen Li, L2 ist dementsprechend im Gegensatz zu der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem ersten Beispiel kein Gehäuseabschnitt 2a angeordnet.

Wie in Figur 3 dargestellt, kann es bei der optoelektroni schen Messvorrichtung 1 gemäß erstem und zweiten Beispiel trotz der Kollimatoren Ki, K2, ..., K dazu kommen, dass Licht schräg auf die Messkanäle Mi, M2, ..., M _m trifft. Demnach kann elektromagnetische Strahlung 10, die besonders schräg aus ei ner der Aperturblenden Ai, A2, ..., A _k austritt, auf die Kolli mationslinse Li, L2, ..., L _k eines anderen Kollimators Ki, K2,

..., K _k treffen. In Figur 3 ist dargestellt, wie elektromagne tische Strahlung 10, die besonders schräg aus der ersten Aperturblende A austritt auf die zweite Kollimationslinse L2 trifft und dementsprechend schräg und unkollimiert auf die Messkanäle Mi, M2, ..., M _m trifft. Dasselbe gilt für die opto elektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem ersten Beispiel, die allerdings in Figur 3 nicht dargestellt ist. Um ein derartiges Übersprechen zwischen den Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k zu verhindern, kann zusätzlich mindestens ein

Strahlungsabsorptionselement 5 zwischen den Kollimatoren Ki, K2, ..., K angeordnet sein. Die in Figur 4 dargestellte opto elektronische Messvorrichtung 1 gemäß einem dritten Beispiel ist im Wesentlichen analog zu der optoelektronischen Messvor richtung 1 gemäß dem zweiten Beispiel aufgebaut. Im Unter schied zu der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Beispiel weist sie jedoch derartige Strahlungsabsorp tionselemente 5 zwischen den Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k auf. Dabei ist zwischen allen k Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k ein der artiges Strahlungsabsorptionselement 5 angeordnet. Somit um fasst die optoelektronische Messvorrichtung k-1 der Strah lungsabsorptionselemente 5. In dem vorliegenden Beispiel sind die Strahlungsabsorptionselemente 5 zwischen der gemeinsamen Blendenmembran B der Aperturblenden Ai, A2, ..., A _k und den Kol limationslinsen Li, L2, ..., L _k angeordnet.

Die in Figur 5 dargestellte optoelektronische Messvorrichtung 1 gemäß einem vierten Beispiel ist im Wesentlichen analog zu der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Beispiel aufgebaut. Im Unterschied zu der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Beispiel ist allerdings die gemeinsame Blendenmembran B der Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k eine Schicht auf dem durch die monolithisch miteinander ver bundenen Kollimationslinsen Li, L2, ..., L _k gebildeten Lin- senarray. Dementsprechend ist sie monolithisch mit den Kolli mationslinsen Li, L2, ..., L _k verbunden. Dabei sind die Kollima tionslinsen Li, L ₂ , ..., L _k vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sich deren Brennpunkt in der Ebene der Blendenmembran B befindet .

Die in Figur 5 dargestellte optoelektronische Messvorrichtung 1 gemäß dem vierten Beispiel besitzt im Gegensatz zu der in optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem dritten Bei spiel keine Strahlungsabsorptionselemente 5. Alternativ dazu können Strahlungsabsorptionselemente 5 allerdings auch bei der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem vierten Beispiel vorgesehen sein, beispielsweise zwischen den Kolli mationslinsen Li, L2, ..., L _k der Kollimatoren Ki, K2, ..., K .

Die zuvor diskutierten optoelektronischen Messvorrichtungen 1 gemäß den Beispielen eins bis vier umfassen pro Messkanal Mi, M2, ..., M _m genau einen zugeordneten Kollimator Ki, K2, ..., K _k . Dabei ist der Messkanal Mi, M2, ..., M _m angeordnet, überwiegend die mittels des jeweils zugeordneten Kollimators Ki, K2, ..., K _k kollimierte elektromagnetische Strahlung 10 zu erfassen, d.h. mindestens 50 % der von dem jeweiligen Messkanal Mi, M2, ..., M _m erfassten elektromagnetischen Strahlung 10 stammt von dem zu geordneten Kollimator Ki, K2, ..., K _k . Dementsprechend umfasst die optoelektronische Messvorrichtung 1 gemäß den Ausfüh rungsbeispielen eins bis vier genauso viele Messkanäle Mi,

M ₂ , ..., M _m wie Kollimatoren K _x , K ₂ , ..., K _k .

Die in Figur 6 dargestellte optoelektronische Messvorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen analog zu der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Beispiel aufgebaut. Im Unterscheid zu der optoelekt ronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Beispiel um fasst die optoelektronische Messvorrichtung 1 gemäß dem ers ten Ausführungsbeispiel k der Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k und m der Messkanäle Mi, M2, ..., M _m , die angeordnet sind, eine Inten sität der mittels der Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k kollimierten elektromagnetischen Strahlung 10 zu messen, wobei k und m na türliche Zahlen sind und k > m ist und m > 2 ist. Vorliegend sind 9 Kollimatoren und 8 Messkanäle dargestellt.

Die in Figur 7 dargestellte optoelektronische Messvorrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen analog zu der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Beispiel aufgebaut. Im Unterschied zu der optoelekt ronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Beispiel sind bei der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem zwei ten Ausführungsbeispiel jedem Messkanal Mi, M2, ..., M _m genau 2 Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k derart zugeordnet, dass die Messka näle Mi, M2, ..., M _m angeordnet sind, überwiegend die mittels der zugeordneten Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k kollimierte elekt romagnetische Strahlung 10 zu erfassen, d.h. mindestens 50% der von dem jeweiligen Messkanal Mi, M2, ..., M _m erfassten elektromagnetischen Strahlung 10 stammt von den zugeordneten Kollimatoren Ki, K2, ..., K .

Alternativ dazu können den mindestens zwei Messkanälen Mi,

M2, ..., M _m jeweils genau n Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k zugeord net sein, wobei n eine natürliche Zahl größer als zwei ist.

Durch die Verwendung mehrerer Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k pro Messkanal Mi, M2, ..., M _m gemäß den ersten und zweiten Ausfüh rungsbeispielen, kann die Höhe der Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k (Fokallänge f und Linsendicke t) weiter reduziert werden. Überdies kann dadurch die Empfindlichkeit der optoelektroni schen Messvorrichtung 1 erhöht werden, da mehr elektromagne tische Strahlung 10 zu den Messkanälen Mi, M2, ..., M _m geleitet werden kann. Durch die Zuordnung von einer festen Anzahl von Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k zu jedem Messkanal Mi, M2, ..., M _m ge mäß dem zweiten Ausführungsbeispiel können die Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k relativ zu den Messkanälen Mi, M2, ..., M _m für alle Messkanäle Mi, M2, ..., M _m gleichartig ausgerichtet werden, um auf einfache Art und Weise sicherzustellen, dass an allen Messkanälen Mi, M2, ..., M _m dieselbe Intensität elektromagneti scher Strahlung 10 vorhanden ist.

Die in Figur 8 dargestellte optoelektronische Messvorrichtung 1 gemäß einem fünften Beispiel ist im Wesentlichen analog zu der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Beispiel aufgebaut. Im Unterschied zu der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Beispiel umfasst die optoelektronische Messvorrichtung 1 gemäß dem fünften Bei spiel k der Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k und m der Messkanäle Mi, M2, ..., M _m , die angeordnet sind, eine Intensität der mit tels der Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k kollimierten elektromagne tische Strahlung 10 zu messen, wobei k < m und k > 2 ist. Vorliegend sind 9 Kollimatoren und 10 Messkanäle dargestellt. Die in Figur 9 dargestellte optoelektronische Messvorrichtung 1 gemäß einem sechsten Beispiel ist im Wesentlichen analog zu der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Beispiel aufgebaut. Im Unterscheid zu der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Beispiel sind bei der optoelektronischen Messvorrichtung 1 gemäß dem sechsten Bei spiel jedem Kollimator Ki, K2, ..., K _k genau zwei Messkanäle Mi, M ₂ , ..., M _m derart zugeordnet, dass die Messkanäle Mi, M ₂ , ..., M _m angeordnet sind, überwiegend die mittels der beiden zugeord neten Kollimatoren Ki, K ₂ , ..., K _k kollimierte elektromagneti sche Strahlung 10 zu erfassen, d.h. mindestens 50% der von dem jeweiligen Messkanal Mi, M ₂ , ..., M _m erfassten elektromagne tischen Strahlung 10 stammt von den zugeordneten Kollimatoren Ki, K ₂ , ..., K _k .

Alternativ dazu können den mindestens zwei Kollimatoren Ki,

K ₂ , ..., K _k jeweils genau n Messkanäle Mi, M ₂ , ..., M _m zugeordnet sein, wobei n eine natürliche Zahl größer als zwei ist.

Durch die Verwendung mehrerer Messkanäle Mi, M ₂ , ..., M _m pro Kollimator Ki, K ₂ , ..., K _k gemäß den fünften und sechsten Bei spielen, können im Vergleich zu der optoelektronischen Mess vorrichtung 1 gemäß dem zweiten Beispiel Kollimatoren Ki, K ₂ , ..., K eingespart werden und dadurch Herstellungskosten ge senkt werden. Durch die Zuordnung von einer festen Anzahl von Messkanälen Mi, M ₂ , ..., M _m zu jedem Kollimator Ki, K ₂ , ..., K _k ge mäß dem sechsten Beispiel können die Kollimatoren Ki, K ₂ , ...,

K relativ zu den Messkanälen Mi, M ₂ , ..., M _m derart ausgerich tet werden, dass an allen Messkanälen Mi, M ₂ , ..., M _m dieselbe Intensität elektromagnetischer Strahlung 10 vorhanden ist.

Die zuvor beschriebenen optoelektronischen Messvorrichtungen 1 gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen und fünften und sechsten Beispielen können insbesondere auch der art abgewandelt werden, dass, wie im Zusammenhang mit dem dritten Beispiel beschrieben, Absorptionselemente 5 zwischen den Kollimatoren Ki, K ₂ , ..., K _k angeordnet werden. Überdies kann die Blendenmembran B der Kollimatoren Ki, K ₂ , ..., K _k , wie im Zusammenhang mit dem vierten Beispiel beschrieben, eine Schicht auf den Kollimationslinsen Li, L2, ..., L _k umfassen oder daraus bestehen.

Die zuvor beschriebenen optoelektronischen Messvorrichtungen 1 gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen und fünften und sechsten Beispielen können analog zu den zweiten bis vierten Beispielen mindestens 5 oder mindestens 10 oder mindestens 50 Messkanäle M aufweisen. Ebenso können sie min destens 5 oder mindestens 10 oder mindestens 50 Kollimatoren K aufweisen.

Die zuvor beschriebenen optoelektronischen Messvorrichtungen 1 gemäß den zweiten bis sechsten Beispielen und den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen können insbesondere auch derart abgewandelt werden, dass, wie im Zusammenhang mit dem ersten Beispiel beschrieben, die Kollimationslinsen Li, L2,

..., L _k nicht monolithisch miteinander verbunden sind. Überdies können sie auch derart abgewandelt werden, dass die Kollima toren Ki, K2, ..., K keine gemeinsame Blendenmembran B aufwei sen, sondern jeder Kollimator Ki, K2, ..., K _k eine eigene Blen denmembran B aufweist.

Bei allen Ausführungsbeispielen und Beispielen können die im jeweiligen Ausführungsbeispiel oder Beispiel verwendeten Kol limationslinsen Li, L2, ..., L _k unterschiedliche optische Eigen schaften haben. Vorzugsweise haben sie identische optische Eigenschaften. Ebenfalls können die Kollimatoren Ki, K2, ..., K _k eines jeweiligen Ausführungsbeispiels oder Beispiels identi sche optische Eigenschaften haben. Die Kollimationslinsen Li, L2, ..., L _k können bei allen Ausführungsbeispielen und Beispie len Glas und/oder Kunststoff umfassen oder aus Glas bestehen oder aus Kunststoff bestehen. Bei allen Ausführungsbeispielen und Beispielen sind die Kollimationslinsen Li, L2, ..., L _k für die zu messende elektromagnetische Strahlung 10 transparent. In Figur 10 ist ein Verfahren zur frequenzaufgelösten Messung einer Intensität einer elektromagnetischen Strahlung 10 dar gestellt.

Es umfasst:

SO: „Start",

Sl: „Kollimieren der elektromagnetischen Strahlung (10) mit tels mindestens zwei Kollimatoren (Ki, K ₂ , ..., K _k) ",

S2 : „Messen der Intensität der elektromagnetischen Strahlung (10) mittels mindestens zwei Messkanälen",

SE: „Ende".

Der Schritt S2 wir nach dem Schritt Sl ausgeführt. Bei dem Schritt S2 weist ein erster der Messkanäle (Mi) eine erste spektrale Empfindlichkeit auf und ein weiterer der Messkanäle (M2, ..., M _m ) eine weitere spektrale Empfindlichkeit auf, die sich von der ersten spektralen Empfindlichkeit unterscheidet.

Die Schritte Sl und S2 werden derart ausgeführt, dass durch jeden der Kollimatoren (Ki, K2, ..., K _k ) ein separater optischer Pfad zu einem oder mehreren der Messkanäle (Mi, M2, ..., M _m ) verläuft und jeder der Messkanäle (Mi, M2, ..., M _m ) die Intensi tät der mittels einem oder mehreren der Kollimatoren (Ki, K2, ..., K ) kollimierten elektromagnetische Strahlung (10) misst.

Bei dem Verfahren werden mehr Kollimatoren (Ki, K2, ..., K _k ) zum Kollimieren der elektromagnetischen Strahlung (10) verwendet werden als Messkanäle (Mi, M2, ..., M _m ) zum Messen der Intensi tät verwendet werden.

Bei dem Verfahren kann eine optoelektronische Messvorrichtung (1) gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet werden. Bezugs zeichenliste

1 optoelektronische Messvorrichtung

2 Gehäuse

2a Gehäuseabschnitt

3 Streuelement

4 Detektorarray

5 Strahlungsabsorptionselemente

10 elektromagnetische Strahlung

Ki, K ₂ , K _k Kollimator 1, Kollimator 2, ..., Kollimator k

Ai, A ₂ , ..., A _k Aperturblende 1, Aperturblende 2, ..., Aper turblende k

Bi, B ₂ Blendenmembran 1, Blendenmembran 2

B gemeinsame Blendenmembran

Li, L ₂ , ..., L _k Kollimationslinse 1, Kollimationslinse 2, ...,

Kollimationslinse k

Mi, M ₂ , ..., M _m Messkanal 1, Messkanal 2, ..., Messkanal m Di, D ₂ , ..., D _m Strahlungsdetektionselement 1, Strahlungsde tektionselement 2, ..., Strahlungsdetektions element m

Fi, F ₂ , ... , F _m Spektralfilter 1, Spektralfilter 2, ..., Spekt ralfilter m f Fokallänge

t Dicke

a Arbeitsweite