Optische 3D-Messtechnik : Präzise Gestaltvermessung mit einem erweiterten Streifenprojektionsverfahren

Die Streifenprojektion mit zeitlich kodierten Beleuchtungsmustern hat sich nach ihrer Erfindung - trotz vorhandener Schwächen - schnell neben den, seit Jahrzehnten ausgereiften, mechanischen Koordinaten-Messmaschinen in der 3D-Messtechnik etabliert. Diese Arbeit stellt einen Beitrag zu ihrer Konsolidierung dar. Zur Abschätzung der Leistungsfähigkeit werden die Genauigkeitsgrenzen eines Streifenprojektionssystems mit einem neuen Ansatz theoretisch erfasst. Es wird ein Verfahren zur präzisen Bestimmung der systematischen, räumlich hochfrequenten Fehler eines Streifenprojektionssystems beschrieben. Durch die genaue Bestimmung der systematischen Fehler wird ihre Korrektur mit Hilfe einer Umkehrfunktion möglich. Außerdem wird ein vereinfachtes radiometrisches Kalibrierverfahren vorgestellt, das mehr System-spezifische Phänomene als die herkömmlichen Methoden erfasst und dabei mit geringerem Aufwand umzusetzen ist. Basierend auf erprobten numerischen Methoden der Photogrammetrie wird ein geometrisches Kalibrierverfahren für eine hoch genaue Systemkalibrierung spezifiziert, das mit einem einfachen Kalibrierkörper und ohne den Einsatz einer Präzision-Positioniermechanik auskommt. Da die Robustheit jedes Messsystems eine wesentliche Komponente für seine Einsetzbarkeit ist, wird ein robuster Dekoder für kombinierte Gray-Kode-Phasenschiebe Systeme beschrieben, der auch mit schwierigen Objekt-Situationen zurecht kommt und für nicht dekodierte Punkte eine genaue Klassifizierung der Ausfall-Ursache angibt. Schließlich werden eine Implementierung dieser Techniken im Ganymed-System und einige ausgewählte Anwendungen beschrieben

In vivo sun protection factor and UVA protection factor determination using (hybrid) diffuse reflectance spectroscopy and a multi‐lambda‐LED light source

The sun protection factor (SPF) values are currently determined using an invasive procedure, in which the volunteers are irradiated with ultraviolet (UV) light. Non-invasive approaches based on hybrid diffuse reflectance spectroscopy (HDRS) have shown a good correlation with conventional SPF testing. Here, we present a novel compact and adjustable DRS test system. The in vivo measurements were performed using a multi-lambda-LED light source and an 84-channel imaging spectrograph with a fiber optic probe for detection. A transmission spectrum was calculated based on the reflectance measured with sunscreen and the reflectance measured without sunscreen. The preexposure in vitro spectrum was fitted to the in vivo spectrum. Each of the 11 test products was investigated on 10 volunteers. The SPF and UVA-PF values obtained by this new approach were compared with in vivo SPF results determined by certified test institutes. A correlation coefficient R-2 = 0.86 for SPF, and R-2 = 0.92 for UVA-PF were calculated. Having examined various approaches to apply the HDRS principle, the method we present was found to produce valid and reproducible results, suggesting that the multi-lambda-LED device is suitable for in-vivo SPF testing based on the HDRS principle as well as for in-vivo UVA-PF measurements

Noninvasive measurement of the 308 nm LED‐based UVB protection factor of sunscreens

The current method for determining the sun protection factor (SPF) requires erythema formation. Noninvasive alternatives have recently been suggested by several groups. Our group previously developed a functional sensor based on diffuse reflectance measurements with one UVB LED, which was previously evaluated on pig ear skin. Here we present the results of a systematic in vivo study using 12 sunscreens on 10 volunteers (skin types [ST] I-III). The relationship of the UVB-LED reflectance of unprotected skin and melanin index was determined for each ST. The spatial variation of the reflectance signal of different positions was analyzed and seems to be mainly influenced by sample inhomogeneity except for high-protection factors (PFs) where signal levels are close to detection noise. Despite the low-signal levels, a correlation of the measured LED-based UVB PF with SPF reference values from test institutes with R-2 = 0.57 is obtained, suggesting a strong relationship of SPF and LED-based UVB-PF. Measured PFs tend to be lower for increasing skin pigmentation. The sensor design seems to be suitable for investigations where a fast measurement of relative changes of PFs, such as due to inhomogeneous application, bathing and sweating, is of interest