用于确定光谱仪的校准参数的方法

摘要

本发明涉及用于确定光谱仪的校准参数的方法。一种图像光谱仪包括法布里-珀罗干涉仪和具有色彩敏感像素的图像传感器。所述干涉仪具有第一透射峰和第二透射峰。一种校准光谱仪的方法包括：提供具有窄谱峰的第一校准光；当参考谱峰在第一光谱位置附近时，通过将第一校准光耦合到光谱仪中而从图像传感器获取第一探测器信号值；当参考谱峰在第二光谱位置附近时，通过将第一校准光耦合到光谱仪中而从图像传感器获取第二探测器信号值；提供具有宽带宽的第二校准光；并且通过将第二校准光耦合到光谱仪中而从图像传感器获取第三探测器信号值。

说明书

技术领域

本申请涉及光谱分析。 

背景技术

众所周知，数字照相机可以包括一个用于将色彩分成红色，绿色和蓝色光谱分量的拜耳滤波器。数字照相机的色彩平衡可以通过捕获测试物的图像进行校准。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种校准光谱仪的方法。本发明的目的在于提供一种使用光谱仪的方法。本发明的目的在于提供一种校准光谱仪的计算机程序。本发明的目的在于提供一种存储校准光谱仪用的计算机程序的计算机程序产品。 

根据本发明的第一方面，提供一种根据权利要求1的方法。 

根据本发明的第一方面，提供一种根据权利要求10的计算机程序。 

根据本发明的第一方面，提供一种根据权利要求11的计算机可读媒介。 

一种校准光谱仪(500)的方法可以包括： 

-提供第一校准光(LB11)，具有狭窄谱峰(MPEAK)， 

-当参考谱峰(MPEAK)接近第一光谱位置(λ₀)时，通过将第一校准光(LB11)耦合进入光谱仪(500)，而从图像传感器(200)获取第一探测器信号值(S_R(λ₀)S_G(λ₀))， 

-当参考谱峰(MPEAK)接近第二光谱位置(λ₁)时，通过将第一校准光(LB11)耦合进入光谱仪(500)，而从图像传感器(200)获取第二探测器信号值(S_R(λ₁)S_G(λ₁))， 

-提供第二校准光(LB20)，第二校准光(LB20)具有比第一校准光(LB11)更宽的带宽， 

-通过将第二校准光(LB20)耦合进入光谱仪(500)，而从图像传感器(200)获取第三探测器信号值(S_R，S_G)， 

-从第一探测器信号值(S_R(λ₀)S_G(λ₀))和第二探测器信号值(S_R(λ₁)S_G(λ₁)) 确定第一校准参数(Q)，并且 

-从第三探测器信号值(S_R，S_G，S_B)和从第一校准参数(Q)确定第二校准参数(R)。 

一种校准光谱仪(500)的方法可以包括： 

-提供第一校准光(LB11)，第一校准光(LB11)在可调光谱位置(λ_M)处具有参考谱峰(MPEAK)， 

-当参考谱峰(MPEAK)基本上处于第一光谱位置(λ₀)时，通过将第一校准光(LB11)耦合进入光谱仪(500)，而从图像传感器(200)获取第一探测器信号值(S_R(λ₀)S_G(λ₀))， 

-当参考谱峰(MPEAK)基本上处于第二光谱位置(λ₁)时，通过将第一校准光(LB11)耦合进入光谱仪(500)，而从图像传感器(200)获取第二探测器信号值(S_R(λ₁)S_G(λ₁))， 

-从第一探测器信号值(S_R(λ₀)S_G(λ₀))和第二探测器信号值(S_R(λ₁)S_G(λ₁))确定第一校准参数组(Q)， 

-提供第二校准光(LB20)，其中第二校准光(LB20)的带宽(Δλ_FWHM，20)比参考谱峰(MPEAK)的谱宽(Δλ_FWHM，M)更宽， 

-通过将第二校准光(LB20)耦合进入光谱仪(500)，而从图像传感器(200)获取第三探测器信号值(S_R，S_G)，并且 

-从第三探测器信号值(S_R，S_G)和从第一校准参数组(Q)确定第二校准参数组(R)。 

当在后面阶段监控未知光谱时，可以布置光谱仪以从图像传感器获取探测器信号值并且通过使用第二校准参数组而从探测器信号值来确定强度值。 

光谱仪可以包括法布里-珀罗干涉仪以及图像传感器。法布里-珀罗干涉仪包括第一半透明镜以及第二半透明镜，它们布置为形成光腔。法布里-珀罗干涉仪可以提供两个或多个透射峰。通过使用在不同的波长处具有最大灵敏度的至少两种类型的探测器像素，可以区分以不同的干涉仪透射峰透射的光谱分量。 

例如，通过改变镜之间的距离，可以改变透射峰的光谱位置。可以通过改变镜之间的距离来改变透射峰的光谱位置。镜之间的距离可以被称为镜间隙。法布里-珀罗干涉仪可以具有可调镜间隙。例如可以使用压电致动器调整镜间隙。 

两个或多个透射峰可以与图像传感器的探测器像素的光谱灵敏度匹配，从而 在高光谱分辨率下可以将光谱仪用于快速光谱分析。光谱仪可以基本上同时测量例如在两个，三个，四个或五个波长下的光谱强度。可以对光谱仪进行布置从而在图像传感器上形成物体的图像，并且可以基本上同时测量物体的两个或多个不同部分的光谱强度。光谱仪可以捕获法布里-珀罗干涉仪的两个或更多个窄波长带(即，透射峰)处物体的二维图像。 

通过使用光谱仪，可以快速测量光谱强度。通过使用光谱仪，可以从物体收集更多的光谱信息。 

为了准确的测量，可能需要对光谱仪进行校准。校准可以包括将窄带校准光耦合进入光谱仪中并且将宽带校准光耦合进入光谱仪中。窄带校准光的波长在校准期间可以变化。 

在一个实施例中，校准可以包括：将基本上单色的校准光耦合进入光谱仪中，并且在相关光谱范围上扫描单色校准光的波长而不改变镜间隙。例如可以通过经过使用扫描单色器来过滤卤素钨灯的光而提供窄带校准光。可以在预定的范围(例如，从500nm到900nm，或者从400nm到760nm)上扫描波长。在将预定波长范围扫描后，可以稍微改变镜间隙。对每个相关镜间隙值可以随后重复单色器的波长扫描。 

在一个实施例中，校准可以包括：将基本上单色的校准光耦合进入光谱仪中，并且扫描镜间隙值而不改变单色校准光的波长。扫描镜间隙的步骤可以被选择成使得相应的透射峰移位在0.1nm到20nm的范围内。在相关的镜间隙值范围已经被扫描后，单色校准光的波长可以改变。对每一个相关的单色校准光波长可以重复镜间隙值的扫描。 

初步校准参数组可以从在用窄带光的校准期间从图像传感器中获取的探测器信号值确定。用窄带光的校准还可以允许检查和／或校准法布里-珀罗干涉仪的透射峰的光谱位置。初步校准参数可以包括例如矩阵Q的元素值(参见例如等式4a)。 

校准可以进一步包括将宽带校准光耦合进入光谱仪。宽带校准光可以例如由卤素钨灯提供。可以通过使用宽带校准光的已知光谱强度对初步校准参数进行修改。可以针对第一镜间隙值和针对第二不同镜间隙值确定校准参数。可以针对每一个相关的镜间隙值执行用宽带校准光的校准。 

使用窄带校准光的校准阶段可以提供除了强度校准之外的波长校准。然而， 通过使用窄带校准光而确定的校准参数可能仅仅是近似的，并且通过使用窄带校准光的校准可能是费时的。用宽带校准光的校准可以较快执行并且它可以改进校准参数的准确性。 

在一个实施例中，用窄带光的校准在光谱仪的使用寿命期间仅执行一次，其中用宽带校准光的校准可以例如每天或者每月执行。 

在一个实施例中，制造批次中的仅一台光谱仪通过使用窄带光进行校准，其中通过使用窄带光确定的校准参数可以用于制造批次的其它光谱仪。可以通过使用宽带光来校准所述光谱仪而对制造批次的每个光谱仪的校准进行补充。 

附图说明

在下面的实例中，本发明的实施例将参考附图进行更详细描述，其中 

图1示出光谱仪， 

图2a示出图像传感器， 

图2b示出图像传感器， 

图2c示出包括第一探测器阵列和第二探测器阵列的图像传感器， 

图2d示出包括叠加在第二探测器阵列上的第一探测器阵列的图像传感器， 

图3通过实例的方式示出从物体接收的光的光谱， 

图4示出图像传感器上形成的图像的各部分， 

图5a通过实例的方式示出光谱仪的光谱灵敏度函数和光谱通带， 

图5b通过实例的方式示出光谱仪的光谱灵敏度函数和光谱通带， 

图6通过实例的方式示出针对法布里-珀罗干涉仪和图像传感器的组合的光谱灵敏度函数， 

图7a示出关于干涉仪的透射峰对窄带校准光波长的扫描， 

图7b示出在光谱范围上积分探测器信号， 

图8a示出校准峰的光谱强度，其具有基本上矩形的轮廓， 

图8b示出校准峰的光谱强度，其具有基本上梯形的轮廓， 

图8c示出校准峰的光谱强度，其具有基本上三角形的轮廓， 

图8d示出校准峰的光谱强度，其具有洛仑兹轮廓， 

图8e示出比干涉仪的透射峰更宽的校准峰， 

图9a示出用于执行强度校准的第一阶段的第一系统， 

图9b通过实例的方式示出用于执行强度校准的第一阶段的光的光谱强度， 

图10a示出用于执行强度校准的第二阶段的第二系统， 

图10b通过实例的方式示出用于执行强度校准的第二阶段的光的光谱强度， 

图10c通过实例的方式示出光谱强度曲线的一部分，其展示透射峰附近基本上线性变化， 

图11示出用于执行强度校准和光谱分析的方法步骤， 

图12a示出干涉仪的透射峰以及探测器像素的灵敏度函数，以及 

图12b示出当使用宽带光时作为镜间隙的函数的探测器像素的信号值。 

具体实施方式

参考图1，光谱仪500可以包括图像传感器200以及法布里-珀罗干涉仪100。物体OBJ1可以反射，发射和／或透射光LB1，其可以耦合进入光谱仪500中从而监控光LB1的光谱。光谱仪500可以用于测量物体OBJ1的反射，透射(吸收)和／或发射。 

法布里-珀罗干涉仪100包括第一半透明镜110和第二半透明镜120。第一镜110和第二镜120之间的距离等于镜间隙d。镜间隙d可以是可调的。 

法布里-珀罗干涉仪100可以提供两个或多个透射峰，其中透射峰的光谱位置可以取决于镜间隙d(参见例如附图5a)。可以通过改变镜间隙d来改变透射峰的光谱位置。透射峰也可以被称为法布里-珀罗干涉仪的通带。 

法布里-珀罗干涉仪100可以通过过滤光LB1而形成透射光LB2。干涉仪100可以与图像传感器200光学耦合。透射光LB2可形成被图像传感器200捕获的图像IMG1。透射光LB2可以射到图像传感器200上。 

可以布置致动器140从而相对于第二镜120移动第一镜110。致动器140可以是例如压电致动器。 

镜110，120可以为基本上平面并且基本上互相平行。半透明镜110，120可以包括例如金属反射层和／或反射电介质多层。镜110，120之一可以附连到框架700，并且另一镜可以通过致动器140移动。 

光谱仪500包括控制单元CNT1。可以布置控制单元CNT1来向干涉仪100发送控制信号SETD，从而调整镜间距d。干涉仪100可以包括驱动单元145。驱动单元145可以例如将数字信号SETD转换为适合于驱动致动器140的模拟信号。驱动单元145可以提供例如用于驱动压电致动器140的高压信号。 

光谱仪500可以包括电容器板151，152用于监控实际镜间隙值d。电容器 板151，152可以共同形成电容C_d。电容器板151可以附连到第一镜110，并且第二电容器板152可以附连到第二镜120。电容C_d的值可以表示镜间距d。电容器板151，152可以例如通过导体155连接到电容监控单元150。电容监控单元150可以提供表示板151，152的电容C_d的反馈信号S_d。电容监控单元150可以提供表示镜间距d的反馈信号S_d。 

光谱仪500可以包括成像光学系统300。可以布置成像光学系统300从而在图像传感器200上形成物体OBJ1的一个或多个二维光学图像IMG1，IMG2。特别地，可以布置成像光学系统300从而将光LB2聚焦到图像传感器200。成像光学系统300可以包括例如一个或多个折射透镜和／或一个或多个反射表面(例如，抛物面反射器)。成像光学系统300可以位于例如干涉仪100和图像传感器200之间和／或物体OBJ1和干涉仪100之间。成像光学系统300的一个或多个部件也可以位于干涉仪300之前，并且成像光学系统300的一个或多个部件可以位于干涉仪300之后。 

图像传感器200可以将一个或多个光学图像IMG1，IMG2转换成数字图像，其包括多个从图像传感器200获取的探测器信号S_R，S_G，S_B。数字图像可以为二维数字彩色图像。可以布置图像传感器200从而捕获物体OBJ1的数字图像。可以布置光谱仪500从而在图像传感器200上形成物体OBJ1的图像IMG1，并且基本上同时测量物体OBJ1的两个或多个不同部分的光谱强度，而无须改变光谱仪500相对于物体OBJ1的方位。光谱仪可以在法布里-珀罗干涉仪100的两个或多个波长带(即透射峰PEAK1，PEAK2)处捕获物体OBJ1的二维图像IMG1。 

图像传感器200可以包括光探测像素的二维阵列P1，P2，P3(参见图2a和2b)。图像传感器200可以包括第一二维光探测像素阵列P1以及第二二维光探测像素阵列P2(参见图2c，2d)。光探测像素的二维阵列也可以被称作探测器阵列。 

探测器阵列可以是例如CMOS图像传感器(互补金属氧化物半导体)或者CCD图像传感器(电荷耦合器件)。SX，SY和SZ表示正交方向。光LB2可以基本上沿着SZ方向传播。图像传感器200可以基本上与方向SX和SY限定的平面平行。 

图像传感器200可以例如在紫外，可见和／或红外区域中是敏感的。可以对 光谱仪500布置以测量例如在紫外，可见和／或红外区域中的光谱强度。 

光谱仪500可以包括用于存储校准参数CALPAR1的存储器MEM1。由探测器信号S_R，S_G，S_B通过使用校准参数CALPAR1可以确定光LB1的一个或多个强度值。校准参数CALPAR1可以包括例如矩阵R，其中可以由测量的探测器信号值通过使用矩阵R计算强度值(参见等式9c)。 

反馈信号S_d可以用于监控镜间隙d的实际值。对于每一类型的像素P1，P2，P3，可以作为镜间隙d的函数已经对光谱仪500的响应进行校准。光谱仪500可以包括用于存储校准参数DPAR2的存储器MEM2。例如通过使用校准参数DPAR2，可以由反馈信号值S_d确定实际镜间隙值d。 

光谱仪500可以任选地包括一个用于存储输出OUT1的存储器MEM3。输出OUT1可以包括例如探测器信号S_R，S_G，S_B和／或从探测器信号S_R，S_G，S_B确定的强度值。输出OUT1可以包括物体OBJ1的一个或多个数字图像。 

可以对光谱仪500布置以从图像传感器200获取探测器信号值S_R，S_G，S_B并且通过使用校准参数CALPAR1(例如矩阵R)由探测器信号值S_R，S_G，S_B确定强度值X_n，X_n+1。可以对光谱仪500布置以将测得的强度值X_n与参考值比较或者将测得的强度值的比率X_n／X_n+1与参考值比较。光谱仪500可以包括一个用于存储计算机程序PROG1的存储器MEM4。可以对计算机程序PROG1进行配置以当由一个或多个数据处理器(例如CNT1)执行时从图像传感器200获取探测器信号值S_R，S_G，S_B并且通过使用校准参数CALPAR1(例如矩阵R)由探测器信号值S_R，S_G，S_B确定强度值X_n，X_n+1。 

光谱仪500可以任选地包括用户界面USR1，例如用于显示信息和／或接收命令。用户界面USR1可以包括例如显示器，键盘和／或触摸屏。 

光谱仪500可以任选地包括通讯单元RXTX1。通讯单元RXTX1可以发送和／或接收信号COM1，例如从而接收命令，接收校准数据，和／或发送输出数据OUT1。通讯单元RXTX1可以能够进行有线和／或无线通讯。通讯单元RXTX1可以能够与局域无线网(WLAN)，与因特网和／或与移动电话网络通讯。 

光谱仪500可以实施为单一物理单元或者为分离单元的组合。在一个实施例中，单元100，CNT1，MEM1，MEM2，MEM3，MEM4，USR1，RXTX1可以在同一个壳体中实施。在一个实施例中，单元100，200可以远离单元CNT1，MEM1，MEM2，MEM3，MEM4，USR1，RXTX1。特别地，第一移动设备可 以包括单元100，200，并且可以布置第一移动设备从而经由无线电链路把探测器信号S_R，S_G，S_B传送到第二设备。第二移动设备可以包括单元CNT1，MEM1从而从接收自第一移动设备的探测器信号S_R，S_G，S_B确定强度值。 

光谱仪500可以任选地包括一个或者多个光学截止滤波器410，420从而限制图像传感器200的光谱响应。滤波器410，420可以限定光谱仪500的光谱范围。滤波器410，420可以位于干涉仪500之前和／或之后。 

光谱仪500可以任选地包括例如透镜和／或孔，其被布置用于限制透过干涉仪100的光LB2的发散，从而为透射峰PEAK1，PEAK2提供窄带宽。光LB2的发散可以限制到例如小于或者等于5度。对光谱测量做出贡献的光LB2的发散也可以受图像传感器200的尺寸限制。 

图2a和2b示出了在图像传感器200的探测器阵列201上形成的物体OBJ1的光学图像IMG1。光谱仪500的成像光学系统300可以在探测器阵列201上形成物体OBJ1的图像IMG1。光学图像IMG1可以同时覆盖多个探测器像素P1，P2从而在二维图像IMG1的不同点处分析光谱的空间变化。图像IMG1可以覆盖例如在SX方向上的四个或者更多个相邻像素P1，P2以及在SY方向上的四个或更多个相邻像素。 

参考图2a，探测器阵列201可以包括多个光探测像素P1，P2。图像传感器200可以包括例如两种类型的像素P1，P2，其中第一像素P1可以具有第一光谱灵敏度η_R(λ)，而第二像素P2可以具有第二不同的光谱灵敏度η_G(λ)。第一光谱灵敏度η_R(λ)和第二光谱灵敏度η_G(λ)可以被选择为使得第二光谱灵敏度η_G(λ)不能通过将第一光谱灵敏度η_R(λ)乘以常数来提供。换句话说，第一像素P1和第二像素P2可以对不同的色彩敏感。光谱灵敏度η_R(λ)，η_G(λ)可以例如通过在光探测器阵列上放置微型光滤波器阵列来实施。例如可以根据棋盘图案布置像素P1，P2。 

在一个实施例中，像素P1可以仅对例如红光敏感，并且像素P2可以仅对绿光敏感。 

在一个实施例中，第一组探测器像素P1可以实施为没有光滤波器，并且第二组探测器像素P2可以实施为具有光滤波器。例如，像素P1可能对白光敏感，而像素P2可能对绿光和蓝光敏感但是对红光不敏感。 

参考图2b，图像传感器200可以包括例如布置成拜耳矩阵的多个光探测像 素P1，P2，P3。像素P1可以对红光敏感，像素P2可以对绿光敏感，并且像素P3可以对蓝光敏感。这种类型的图像传感器通常用于数码相机。 

参考图2c，图像传感器200可以包括第一探测器阵列201和第二探测器阵列202。第一探测器阵列201可以包括探测器像素P1，并且第二探测器阵列202可以包括探测器像素P2。光LB2可以通过分束器203分配到探测器阵列201，202中。分束器203可以是例如分色镜或者分色棱镜。对图像传感器200可以进行布置以操作使得第一探测器像素P1具有第一光谱灵敏度η_R(λ)，并且第二探测器像素P2具有第二不同的光谱灵敏度η_G(λ)。例如，像素P1可以对红光具有最高灵敏度，像素P2可以对绿光最灵敏。图像传感器200可以任选地包括第二分束器203以及第三探测器阵列从而实施探测器像素P3。像素P3可以对例如蓝光具有最高灵敏度。 

参考图2d，图像传感器200可以包括堆叠在彼此之上的探测器阵列201，202。在这种情况下，探测器阵列201可以为半透明的。 

图像传感器200的像素P1可以提供探测器信号值S_R。图像传感器200的像素P2可以提供探测器信号值S_G。图像传感器200的像素P3可以提供探测器信号值S_B。 

图3通过实例的方式示出了物体OBJ1接收的光LB1的光谱强度I(λ)。特别地，曲线OSPEC1可以表示从物体OBJ1的某一点接收的光LB1的光谱强度I(λ)。 

光谱强度I(λ)可以在波长λ₀处具有值X_n，在波长λ₁处具有值X_n+1，且在波长λ₂处具有值X_n+2。通过使用光谱仪500可以测量值X_n，X_n+1，X_n+2。可以由从图像传感器200获取的探测器信号S_R，S_G，S_B通过使用校准参数CALPAR1确定值X_n，X_n+1，X_n+2。可以在获取探测器信号S_R，S_G，S_B之前通过调整镜间隙d来选择波长λ₀，λ₁，λ₂。标号X_n(d)表示波长λ₀处的值X_n可以通过调整镜间隙到值d来测量。标号X_n+1(d)表示波长λ₁处的值X_n+1可以通过调整镜间隙到值d来测量。标号X_n+2(d)表示波长λ₂处的值X_n+2可以通过调整镜间隙到值d来测量。 

镜间隙d可以在测量期间保持基本上恒定从而提供快速响应。换句话说，镜间隙d无需被扫描。特别地，镜间隙d可以保持基本上恒定从而可以同时测量具有快速波动强度的光LB1的强度值。镜间隙d可以保持基本上恒定从而确定 具有快速波动强度的光LB1的强度值的比率。 

在测量期间也可以扫描镜间隙d从而测量物体OBJ1的较宽光谱。 

物体OBJ1可以是真实的物体。物体OBJ1可以是例如以固体，液体或者气体形式。物体OBJ1可以是例如植物(例如，树或者花)，燃烧火焰，或者漂浮在水上的漏油。物体可以是例如太阳或者通过吸收气体层观测到的星星。物体OBJ1可以是由另一台光学设备形成的光学图像。 

例如，物体OBJ1可以是例如绿色植物，并且曲线OSPEC1可以表示叶绿素的反射谱。例如，可以将值X_n，X_n+1的比率(X_n／X_n+1)与参考值比较从而确定植物的状态。植物可以包括若干片树叶，并且光谱仪500的成像属性可以用于例如分析植物每片树叶的状况，而无需改变光谱仪500的方位。 

图4示出了图像传感器200的探测器阵列201上形成的光学图像IMG1。传感器200的成像区域可以分成两个或者更多部分SUB_1，1，...SUB_i，j，...，SUB_MAXi，MAXj。传感器部分可以布置成例如两行或者更多行以及两列或者更多列。列的数量可以等于MAXi，并且行的数量可以等于MAXj。例如81个传感器部分可以布置为9列9行。传感器部分可以不重叠或者部分重叠。 

第一传感器部分SUB_1，1的探测器像素P1，P2，P3可以提供探测器信号S_R，1，1，S_G，1，1，S_B，1，1。第二传感器部分SUB_i，j的探测器像素P1，P2，P3可以提供探测器信号S_R，i，j，S_G，i，j，S_B，i，j。第三传感器部分SUB_MAXi，MAXj的探测器像素P1，P2，P3可以提供探测器信号S_{R，MAXi，MAXj}，S_{G，MAXi，MAXj}，S_{B，MAXi，MAXj}。 

可以对于每个空间不同的部分SUB_1，1，...SUB_i，j...，SUB_MAXi，MAXj测量一组强度值X_n，X_n+1，X_n+2。因此，源自物体OBJ1不同部分的光LB1可以被单独地分析。 

第一组强度值X_n，1，1，X_n+1，1，1，X_n+2，1，1可以由探测器信号S_R，1，1，S_G，1，1，S_B，1，1来确定。第二组强度值X_n，i，j，X_n+1，i，j，X_n+2,i,j可以由探测器信号S_R,i，j，S_G，i，j，S_B，i，j来确定。第三组强度值X_{n，MAXi，MAXj}，X_{n+1，MAXi，MAXj}，X_{n+2，MAXi，MAXj}可以由探测器信号S_R,MAXi,MAXj，S_{G,MAXi，MAXj}，S_B,MAXi,MAXj来确定。标号X_n,1,1(d)，X_n+1,1,1(d)，X_n+2,1,1(d)，X_n，i，j(d)，X_n+1,i,j,1(d)，X_n+2,i,j(d)，X_n,MAXi,MAXj(d)，X_{n+1，MAXi，MAXj}(d)，X_{n+2,MAXi,MAXj}(d)表示可以通过调整镜间隙到值d来测量强度值。 

图像传感器200可以包括一个或者多个探测器阵列201，202。每个传感器部分SUB_i，j的像素P1，P2，P3可以放置在相同的探测器阵列201上或者不同的 探测器阵列201，202上。 

在一个实施例中，可以对于每个不同的传感器部分SUB_1，1，...SUB_i，j，...，SUB_MAXi,MAXj确定校准参数(例如矩阵R)。第一传感器部分的校准参数可以与第二传感器部分的校准参数略有偏差。位于图像传感器200的中心的第一传感器部分的校准参数可以与位于所述图像传感器200外围附近的第二传感器部分的校准参数不同。 

图5a通过实例方式示出了光谱仪500的不同部分的光谱透射率和光谱灵敏度。 

图5a最上面的曲线示出法布里--珀罗干涉仪100的光谱透射率T_F(λ)。光谱透射率T_F（λ)可以具有法布里--珀罗干涉仪100的相邻透射峰PEAK1，PEAK2，PEAK3。第一透射峰PEAK1可以在波长λ₀处，第二透射峰PEAK2可以在波长λ₁处，并且第三透射峰PEAK3可以在波长λ₂处。峰PEAK1，PEAK2，PEAK3的光谱位置λ₀，λ₁，λ₂可以通过改变镜间隙d而移位。相邻峰之间的自由光谱范围FSR取决于镜间隙d。 

从上数第二条曲线示出了图像传感器200的第一像素P1的光谱灵敏度η_R(λ)。从上数第三条曲线示出了图像传感器200的第二像素P2的光谱灵敏度η_G(λ)。从上数第四条曲线示出了图像传感器200的第三像素P3的光谱灵敏度η_B(λ)。第一像素P1可以被称为例如红色像素，第二像素P2可以被称为例如绿色像素，并且第三像素可以被称为例如蓝色像素。 

光谱仪500可以任选地包括一个或多个光学截止滤波器410，420从而限制光谱仪500的光谱响应。一个或者多个滤波器410，420可以共同提供光谱透射率T_S(λ)。光谱透射率T_S(λ)可以具有通带T_S(λ)，其进而可以具有截止波长λ_min和／或λ_max。例如当探测器像素对在波长λ_min和λ_max所细化的范围之外的光不敏感时，光学滤波器410，420可以省略。当从物体OBJ1所接收的光LB1不包含在波长λ_min和λ_max所细化的范围之外的波长处的光谱分量时，光学滤波器410，420可以省略。 

当图像传感器200包括具有三个(或更多)不同灵敏度曲线的像素P1，P2，P3时，可以选择截止波长λ_min和λ_max以及镜间隙d，从而波长λ_min和λ_max定义的光谱范围仅包含法布里-珀罗干涉仪的三个透射峰PEAK1，PEAK2，PEAK3。 

参考图5b，图像传感器200可以包括：第一像素P1，具有灵敏度曲线η_R(λ)； 以及第二像素P2，具有灵敏度曲线η_G(λ)。像素P1可以提供探测器信号值S_R。当像素P1对射到像素P1上的光LB2的光谱分量敏感时，像素P1可以提供非零信号值S_R。 

图像传感器200的不同灵敏度曲线η_R(λ)，η_G(λ)，η_B(λ)的数量可以等于或者高于截止波长λ_min和λ_max之间所存在的透射峰的数量。当图像传感器200包括具有两个(或更多)不同灵敏度曲线的像素P1，P2时，截止波长λ_min和λ_max以及镜间隙d可以被选择成使得波长λ_min和λ_max定义的光谱范围仅包含法布里-珀罗干涉仪的两个透射峰PEAK1，PEAK2。第一像素P1的灵敏度曲线η_R(λ)可以如此之宽从而第一像素P1对第一波长λ₀处的光谱分量敏感并且对第二波长λ₁处的光谱分量也敏感。当使用具有相对少量的不同灵敏度曲线η_R(λ)，η_G(λ)，η_B(λ)的图像传感器200时，这可以为光谱仪500提供宽阔连续的光谱调谐范围。然而，第一像素P1也可以对第三波长λ₂处的光谱分量敏感。然而，第一像素可以对所有在λ₀和λ₁之间的波长敏感。 

光谱仪500可以包括具有可调镜间隙d的法布里-珀罗干涉仪100以及图像传感器200，其中图像传感器200可以包括多个第一像素P1和多个第二像素P2，使得布置像素P1，P2从而检测透过法布里-珀罗干涉仪100的光LB2。第一像素P1可以具有第一灵敏度函数η_R(λ)，第二像素P2可以具有第二不同的灵敏度函数η_G(λ)，法布里-珀罗干涉仪100可以具有第一透射峰PEAK1和第二透射峰PEAK2，并且第一像素P1可以被布置以检测第一透射峰PEAK1的光谱位置λ₀处的光以及还检测第二透射峰PEAK2的光谱位置λ₁处的光。 

图6通过实例的方式示出当射到像素P1，P2，P3上的光透过法布里-珀罗干涉仪100时光谱仪500的光谱响应曲线h_R(λ，d)，h_G(λ，d)，h_B(λ，d)。h_R(λ，d)表示干涉仪100和第一像素P1的组合的光谱响应，h_G(λ，d)表示干涉仪100和第二像素P2的组合的光谱响应，并且h_B(λ，d)表示干涉仪100和第三像素P3的组合的光谱响应。 

光谱响应函数h_R(λ，d)可以形成为函数T_F(λ)，η_R(λ)和T_S(λ)的乘积。函数T_F(λ)，η_R(λ)和T_S(λ)的实例例如在图5a和5b中示出。光谱响应函数h_R(λ，d)可以形成为函数T_F(λ)，η_R(λ)和T_S(λ)的乘积。光谱响应函数h_G(λ，d)可以形成为函数T_F(λ)，η_G(λ)和T_S(λ)的乘积。光谱响应函数h_B(λ，d)可以形成为函数T_F(λ)，η_B(λ)和T_S(λ)的乘积。 

h_R(λ，d)＝η_R(λ)T_F(λ，d)T_S(λ)                  (1a) 

h_G(λ，d)＝η_G(λ)T_F(λ，d)T_S(λ)                  (1b) 

h_B(λ，d)＝η_B(λ)T_F(λ，d)T_S(λ)                  (1c) 

可以通过改变镜间隙d的值而改变光谱响应曲线h_R(λ，d)，h_G(λ，d)，h_B(λ，d)的峰值的光谱位置λ₀，λ₁，λ₂。 

每个光谱响应函数h_R(λ，d)，h_G(λ，d)，h_B(λ，d)的每个峰值上的积分值可以通过使用下列等式进行计算 

$Q_{\mathrm{Rn}}\left(d\right)=\underset{\lambda 0\left(d\right)-\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{\overset{\lambda 0\left(d\right)+\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{{\int \eta }_R}}\left(\lambda \right)T_F(\lambda ,d)T_S\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }---\left(2a\right)$

$Q_{\mathrm{Rn}+1}\left(d\right)=\underset{\lambda 1\left(d\right)-\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{\overset{\lambda 1\left(d\right)+\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{{\int \eta }_R}}\left(\lambda \right)T_F(\lambda ,d)T_S\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }---\left(2b\right)$

$Q_{\mathrm{Rn}+2}\left(d\right)=\underset{\lambda 2\left(d\right)-\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{\overset{\lambda 2\left(d\right)+\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{{\int \eta }_R}}\left(\lambda \right)T_F(\lambda ,d)T_S\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }---\left(2c\right)$

$Q_{\mathrm{Gn}}\left(d\right)=\underset{\lambda 0\left(d\right)-\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{\overset{\lambda 0\left(d\right)+\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{{\int \eta }_G}}\left(\lambda \right)T_F(\lambda ,d)T_S\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }---\left(2d\right)$

$Q_{\mathrm{Gn}+1}\left(d\right)=\underset{\lambda 1\left(d\right)-\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{\overset{\lambda 1\left(d\right)+\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{{\int \eta }_G}}\left(\lambda \right)T_F(\lambda ,d)T_S\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }---\left(2e\right)$

$Q_{\mathrm{Gn}+2}\left(d\right)=\underset{\lambda 2\left(d\right)-\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{\overset{\lambda 2\left(d\right)+\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{{\int \eta }_G}}\left(\lambda \right)T_F(\lambda ,d)T_S\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }---\left(2f\right)$

$Q_{\mathrm{Bn}}\left(d\right)=\underset{\lambda 0\left(d\right)-\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{\overset{\lambda 0\left(d\right)+\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{{\int \eta }_B}}\left(\lambda \right)T_F(\lambda ,d)T_S\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }---\left(2g\right)$

$Q_{\mathrm{Bn}+1}\left(d\right)=\underset{\lambda 1\left(d\right)-\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{\overset{\lambda 1\left(d\right)+\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{{\int \eta }_B}}\left(\lambda \right)T_F(\lambda ,d)T_S\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }---\left(2h\right)$

$Q_{\mathrm{Bn}+2}\left(d\right)=\underset{\lambda 2\left(d\right)-\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{\overset{\lambda 2\left(d\right)+\frac{\mathrm{RNG}1}{2}}{{\int \eta }_B}}\left(\lambda \right)T_F(\lambda ,d)T_S\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }---\left(2i\right)$

RNG1表示积分范围。积分范围RNG1可以例如是在函数T_F(λ)的透射峰的 谱宽Δλ_FWHM的2到20倍的范围内。FWHM表示半高全宽。积分范围RNG1的宽度可能受限，从而范围RNG1仅包括一个透射峰PEAK1，PEAK2或PEAK3。标号λ₀(d)，λ₁(d)，λ₂(d)表示光谱位置λ₀，λ₁，λ₂与给定镜间隙(d)关联。 

可以通过使用窄带校准光来近似地确定值Q_Rn，Q_Gn，Q_Bn，Q_Bn+1，Q_Gn+₁，Q_Bn+1，Q_Rn+2，Q_Gn+2，Q_Bn+2。 

图7a示出窄带校准光的谱峰MPEAK的光谱强度I_REF1(λ)以及干涉仪100的透射峰PEAK1的光谱透射率T_F(λ)。窄带校准光可以具有(仅仅)一个谱峰MPEAK。校准光可以为基本上单色。谱峰MPEAK可以被称为例如校准峰或者参考峰。校准峰MPEAK的光谱位置λ_M可以可调。透射峰PEAK1的中心可以位于波长λ₀处。谱峰MPEAK的带宽可以为Δλ_FWHM，M。透射峰PEAK1的宽度可以为Δλ_FWHM，n。透过干涉仪100的光的光谱强度可以等于乘积I_REF1(λ_M)·T_F(λ_M)。由校准光产生的探测器信号S_R可以与乘积I_REF1(λ_M)·T_F(λ_M)·Δλ_FWHM，M成比例。透射峰PEAK1的光谱强度I_REF1(λ)可以具有已知值B(λ_M)。可以例如通过例如由光子计数器测量校准峰MPEAK的总强度并且将总强度除以谱宽Δλ_FWHM，M来确定值B(λ_M)。 

图7b通过实例的方式示出当镜间隙设定为值d并且扫描校准峰PEAK1的波长λ_M时从像素P1获取的探测器信号值S_R(d，λ_M)。S_R(d，m)表示当λ_M＝λ+m·Δλ_STEP时从像素P1获取的探测器信号值。等式(2a)中定义的参数Q_Rn的近似值可以例如通过如下确定：相对于透射峰PEAK1的波长λ₀扫描校准峰PEAK1的波长λ_M，测量每个位置λ_M处的探测器信号值S_R，并且计算所测量的探测器信号值S_R的总和。换句话说，可以通过对通过在透射峰PEAK1上扫描校准峰MPEAK的波长λ_M而测量的探测器信号值进行数值积分来确定参数Q_Rn。可以将总和乘以系数W_n(参见等式11(a)或11(b))，从而求和所获取的值可以用作等式(2a)积分的估计。可选择扫描步长Δλ_STEP和／或系数W_n，使得数值积分可以提供参数Q_Rn值的估计。扫描步长Δλ_STEP可以例如在宽度Δλ_FWHM，M的0.5到2倍的范围内。特别地，扫描步长Δλ_STEP可以基本上等于宽度Δλ_FWHM,M。在校准峰MPEAK的每个光谱位置，波长λ₀和λ_M之间的差可以例如等于m·Δλ_STEP，其中m可以为整数。探测器信号值S_R可以从像素组P1的像素P1中获取。在扫描期间，宽度Δλ_FWHM，M可以是例如在宽度Δλ_FWHM，n的1％到50％的范围内。例如，宽度Δλ_FWHM，n可以基本上等于10nm，宽度Δλ_FWHM，M可以基本上等于1nm，并且 扫描步长Δλ_STEP可以基本上等于1nm。 

可以通过校准测量来分别确定其它参数Q_Gn，Q_Bn，Q_Rn+1，Q_Gn+1，Q_Bn+1，Q_Rn+2，Q_Gn+2，Q_Bn+2的值。 

当仅使用两个透射峰PEAK1，PEAK2时，可能仅需要确定四个参数Q_Rn，Q_Gn，Q_Rn+1，Q_Gn+1。 

扫描谱峰MPEAK的波长可以指的是改变谱峰MPEAK的光谱位置λ_M，使得校准光LB11的谱峰MPEAK在时刻t1在第一光谱位置λ_M，t1而在时刻t2在第二不同的光谱位置λ_M，t2。特别地，扫描谱峰MPEAK的波长可以指的是改变谱峰MPEAK的光谱位置λ_M，使得在相应的时刻t1，t2，t3...，谱峰MPEAK在若干光谱位置λ_M，t1，λ_M，t2，λ_M，t3...。相邻位置λ_M，t1，λ_M，t2，λ_M，t3...之间的间隔可以是恒定的(＝Δλ_STEP)或者是无规律的(即，依赖于位置的)。例如，可以通过使用扫描步长Δλ_STEP＝1nm按连续顺序扫描从λ_min到λ_max的基本上整个范围。 

在一个实施例中，校准峰值MPEAK可以保持在固定位置，并且可以通过校准测量来确定参数Q_Rn的近似值，其中通过改变镜间隙d来扫描透射峰的波长λ₀。扫描镜间隙d可以指的是改变镜间隙d从而镜间隙在时刻t1具有第一值d_t1而在第二时刻t2具有第二值d_t2。特别地，扫描镜间隙d可以指的是改变镜间隙d，使得在相应的时刻t1,t2,t3,...，镜间隙具有若干值d_t1，d_t2，d_t3。 

图8a-8d示出了校准峰PEAK1的各种轮廓。图8a示出矩形轮廓。图8b示出梯形轮廓。图8c示出三角形轮廓。图8a-8c轮廓可以例如通过用单色器过滤宽带光来提供。在图8a-8c的情况下，最大光谱强度B(λ_M)可以基本上等于校准峰MPEAK的总强度除以宽度Δλ_FWHM，M。 

图8d示出具有洛仑兹轮廓的校准峰MPEAK。这种类型的轮廓可以例如通过用第二法布里-珀罗干涉仪过滤宽带光来提供。可以通过仿真来测量和／或确定校准峰的轮廓，并且可以从总强度、宽度Δλ_FWHM，M和假定或测量的轮廓形式确定最大光谱强度B(λ_M)。 

参考图8e，参数Q_Rn值的粗略估计也可以通过将校准峰MPEAK基本上设定于透射峰PEAK1的中心、从像素P1获取探测器信号S_R并且从探测器信号S_R和从宽度Δλ_FWHM，M确定参数Q_Rn的值来确定。换句话说，等式(2a)的积分值可由单个测量的探测器信号值粗略确定。可能需要将信号值S_R乘以系数，该系数取决于宽度Δλ_FWHM，M，取决于宽度Δλ_FWHM，n，以及取决于峰PEAK1，MPEAK的轮 廓。 

每个从图像传感器200获取的探测器信号S_R(d)，S_R(d)，S_R(d)可以取决于干涉仪100的透射峰PEAK1，PEAK2，PEAK3的光谱位置λ₀，λ₁，λ₂。光谱位置λ₀，λ₁，λ₂进而取决于可调镜间隙d。 

探测器像素P1所提供的探测器信号值S_R(d)可以根据等式(3a)形成： 

$S_R\left(d\right)=\underset{{\lambda }_{\min }}{\overset{{\lambda }_{\max }}{\int }}{\eta }_R\left(\lambda \right)T_F(\lambda ,d)T_S\left(\lambda \right)X\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }---\left(3a\right)$

X(λ)表示光谱强度。当分析从物体OBJ1接收的光时，光谱强度可能未知。然而，光谱仪500可以通过使用具有已知光谱强度的光进行校准。探测器信号值S_R(d)的单位可以是例如“伏特”，“微安”(μA)或者“每单位时间的信号电子数量”。 

探测器像素P2提供的探测器信号值S_G(d)可以根据等式(3b)形成： 

$S_G\left(d\right)=\underset{{\lambda }_{\min }}{\overset{{\lambda }_{\max }}{\int }}{\eta }_G\left(\lambda \right)T_F(\lambda ,d)T_S\left(\lambda \right)X\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }---\left(3b\right)$

探测器像素P3提供的探测器信号值S_B(d)可以根据等式(3c)形成： 

$S_B\left(d\right)=\underset{{\lambda }_{\min }}{\overset{{\lambda }_{\max }}{\int }}{\eta }_B\left(\lambda \right)T_F(\lambda ,d)T_S\left(\lambda \right)X\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }---\left(3c\right)$

等式(3a)，(3b)和(3c)可以由矩阵等式(4a)来近似： 

$\left(\begin{array}{c}{S}_R\\ S_G\\ S_B\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}{Q}_{\mathrm{Rn}+2}& Q_{\mathrm{Rn}+1}& Q_{\mathrm{Rn}}\\ Q_{\mathrm{Gn}+2}& Q_{\mathrm{Gn}+1}& Q_{\mathrm{Gn}}\\ Q_{\mathrm{Bn}+S}& Q_{\mathrm{Bn}+1}& Q_{\mathrm{Bn}}\end{array}\right)·\left(\begin{array}{c}{X}_{n+2}\\ X_{n+1}\\ X_n\end{array}\right)---\left(4a\right)$

其中强度值X_n＝X(λ₀)，X_n+1＝X(λ₁)，并且X_n+2=X(λ₂)。波长λ₀，λ₁，λ₂取决于镜间隙d。包含参数Q_Rn，Q_Gn，Q_Rn+1，Q_Gn+1，...的矩阵可以称为矩阵Q。换句话说，参数Q_Rn，Q_Gn，Q_Rn+1，Q_Gn+1，...可以用作矩阵Q的元素。矩阵可以例如为2×2矩阵，3×3矩阵，4×4矩阵，或者取决于测量中使用的透射峰PEAK1，PEAK2的数量以及取决于测量中使用的不同探测器像素类型P1，P2的数量的更高维度的矩阵。 

例如，当使用仅仅两个透射峰PEAK1，PEAK2和仅仅两种类型的探测器像素P1，P2时，等式(4a)可以简化为下面的形式： 

$\left(\begin{array}{c}{S}_R\\ S_G\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}{Q}_{\mathrm{Rn}+1}& Q_{\mathrm{Rn}}\\ Q_{\mathrm{Gn}+1}& Q_{\mathrm{Gn}}\end{array}\right)·\left(\begin{array}{c}{X}_{n+1}\\ X_n\end{array}\right)---\left(4b\right)$

因此，可以从当窄带校准光的波长基本上与第一透射峰PEAK1的波长λ₀相 匹配时所获取的第一组探测器信号S_R，S_G以及从当窄带校准光的波长基本上与第二透射峰PEAK2的波长λ₁相匹配时所获取的第二组探测器信号S_R，S_G确定矩阵Q。 

当使用光谱仪200进行光谱分析时，强度值X_n，X_n+1和X_n+2是入射光LB1的未知参数。探测器信号值S_R，S_G，S_B可以由图像传感器200获取，并且矩阵元素Q_Rn，Q_Gn，Q_Bn，Q_Rn+1，Q_Gn+1，Q_Bn+1，Q_Rn+2，Q_Gn+2，Q_Bn+2的近以值可以基于校准测量来确定。未知强度X_n，X_n+1和X_n+2可以由等式(5)求解： 

$\left(\begin{array}{c}{X}_{n+2}\\ X_{n+1}\\ X_n\end{array}\right){\left(\begin{array}{ccc}{Q}_{\mathrm{Rn}+2}& Q_{\mathrm{Rn}+1}& Q_{\mathrm{Rn}}\\ Q_{\mathrm{Gn}+2}& Q_{\mathrm{Gn}+1}& Q_{\mathrm{Gn}}\\ Q_{\mathrm{Bn}+S}& Q_{\mathrm{Bn}+1}& Q_{\mathrm{Bn}}\end{array}\right)}^{-1}·\left(\begin{array}{c}{S}_R\\ S_G\\ S_B\end{array}\right)---\left(5\right)$

逆矩阵Q可以用矩阵K代替： 

$\left(\begin{array}{ccc}{K}_{\mathrm{Rn}+2}& K_{\mathrm{Gn}+2}& K_{\mathrm{Bn}+2}\\ K_{\mathrm{Rn}+1}& K_{\mathrm{Gn}+1}& K_{\mathrm{Bn}+1}\\ K_{\mathrm{Rn}}& K_{\mathrm{Gn}}& K_{\mathrm{Bn}}\end{array}\right)={\left(\begin{array}{ccc}{Q}_{\mathrm{Rn}+2}& Q_{\mathrm{Rn}+1}& Q_{\mathrm{Rn}}\\ Q_{\mathrm{Gn}+2}& Q_{\mathrm{Gn}+1}& Q_{\mathrm{Gn}}\\ Q_{\mathrm{Bn}+2}& Q_{\mathrm{Bn}+1}& Q_{\mathrm{Bn}}\end{array}\right)}^{-1}---\left(6\right)$

通过对矩阵Q求逆而获取的矩阵可以称为例如矩阵K。可以对探测器像素P1，P2，P3的光谱灵敏度η_R(λ)，η_G(λ)，η_B(λ)进行选择，使得矩阵Q可逆。可以对光谱灵敏度η_R(λ)，η_G(λ)，η_B(λ)进行选择从而矩阵Q的行列式偏离零。例如，可以对光谱灵敏度η_R(λ)，η_G(λ)进行选择从而比率η_R(λ₁)／η_G(λ₁)与比率η_R(λ₀)／η_G(λ₀)基本上不同。 

入射光LB1的辅助强度值X′_n，X′_n+1和X′_n+2现在可以根据等式(7)来确定： 

$\left(\begin{array}{c}{X}_{n+2}^{\prime }\\ X_{n+1}^{\prime }\\ X_n^{\prime }\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}{K}_{\mathrm{Rn}+2}& K_{\mathrm{Gn}+2}& K_{\mathrm{Bn}+2}\\ K_{\mathrm{Rn}+1}& K_{\mathrm{Gn}+1}& K_{\mathrm{Bn}+1}\\ K_{\mathrm{Rn}}& K_{\mathrm{Gn}}& K_{\mathrm{Bn}}\end{array}\right)·\left(\begin{array}{c}{S}_R\\ S_G\\ S_B\end{array}\right)---\left(7\right)$

X′_n表示入射光LB1在波长λ₀处的强度估计。X′_n+1表示入射光LB1在波长λ₁处的强度估计。X′_n+2表示入射光LB1在波长λ₂处的强度估计。辅助值X′_n，X′_n+1，X′_n+2也可以被称为例如中间值。 

矩阵Q的元素值可以例如通过将窄带校准光耦合进入光谱仪500中来近似地确定。根据等式(7)确定的辅助强度值X′_n，X′_n+1，X′_n+2可能是不准确的，例如因为矩阵Q的元素值可能含有误差。另外，矩阵K是通过将矩阵Q求逆而获取的，并且误差可能在矩阵求逆操作中被放大。 

可以通过执行第二校准阶段来提高测量强度值的准确度，其中宽带校准光 LB20被耦合进入光谱仪中(参见图10a)。宽带校准光LB20的强度值A_n，A_n+1，A_n+2可能在峰PEAK1，PEAK2，PEAK3的波长λ₀，λ₁，λ₂处已知。A_n表示宽带校准光LB20在波长λ₀处的已知强度值，A_n+1表示宽带校准光LB20在波长λ₁处的已知强度值，而A_n+2表示宽带校准光LB20在波长λ₂处的已知强度值。强度值A_n，A_n+1，A_n+2可以指定光谱强度。 

当宽带校准光LB20耦合进入光谱仪500中时，可以由探测器阵列200获取一组探测器信号S_R，S_G，S_B。通过使用矩阵(K)，例如根据等式(7)由该组S_R，S_G，S_B计算一组中间值X′_n，X′_n+1，X′_n+2。可以通过将已知强度值A_n，A_n+1，A_n+2除以相应的中间值X′_n，X′_n+1，X′_n+2而形成校正比率(A_n／X′_n)，(A_n+1／X′_n+1)，(A_n+2／X′_n+2)。比率(A_n／X′_n)，(A_n+1／X′_n+1)，(A_n+2／X′_n+2)可用作如下校正矩阵A的元素： 

$A=\left(\begin{array}{ccc}\frac{A_{n+2}}{X_{n+2}^{\prime }}& \frac{A_{n+2}}{X_{n+2}^{\prime }}& \frac{A_{n+2}}{X_{n+2}^{\prime }}\\ \frac{A_{n+1}}{X_{n+1}^{\prime }}& \frac{A_{n+1}}{X_{n+1}^{\prime }}& \frac{A_{n+1}}{X_{n+1}^{\prime }}\\ \frac{A_n}{X_n^{\prime }}& \frac{A_n}{X_n^{\prime }}& X_n^{\prime }\end{array}\right)---\left(8\right)$

现在可以例如通过使用等式(9a)，(9b)或(9c)之一来计算入射光LB1的强度值X_n，X_n+1和X_n+2： 

$\left(\begin{array}{c}{X}_{n+2}\\ X_{n+1}\\ X_n\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}\frac{A_{n+2}}{X_{n+2}^{\prime }}& \frac{A_{n+2}}{X_{n+2}^{\prime }}& \frac{A_{n+2}}{X_{n+2}^{\prime }}\\ \frac{A_{n+1}}{X_{n+1}^{\prime }}& \frac{A_{n+1}}{X_{n+1}^{\prime }}& \frac{A_{n+1}}{X_{n+1}^{\prime }}\\ \frac{A_n}{X_n^{\prime }}& \frac{A_n}{X_n^{\prime }}& \frac{A_n}{X_n^{\prime }}\end{array}\right)\left(\begin{array}{ccc}{K}_{\mathrm{Rn}+2}& K_{\mathrm{Gn}+2}& K_{\mathrm{Bn}+2}\\ K_{\mathrm{Rn}+1}& K_{\mathrm{Gn}+1}& K_{\mathrm{Bn}+1}\\ K_{\mathrm{Rn}}& K_{\mathrm{Gn}}& K_{\mathrm{Bn}}\end{array}\right)·\left(\begin{array}{c}{S}_R\\ S_G\\ S_B\end{array}\right)---\left(9a\right)$

$\left(\begin{array}{c}{X}_{n+2}\\ X_{n+1}\\ X_n\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}\frac{A_{n+2}·K_{\mathrm{Rn}+2}}{X_{n+2}^{\prime }}& \frac{A_{n+2}·K_{\mathrm{Gn}+2}}{X_{n+2}^{\prime }}& \frac{A_{n+2}·K_{\mathrm{Bn}+2}}{X_{n+2}^{\prime }}\\ \frac{A_{n+1}·K_{n+1}}{X_{n+1}^{\prime }}& \frac{A_{n+1}·K_{n+1}}{X_{n+1}^{\prime }}& \frac{A_{n+1}·K_{n+1}}{X_{n+1}^{\prime }}\\ \frac{A_n·K_n}{X_n^{\prime }}& \frac{A_n·K_n}{X_n^{\prime }}& \frac{A_n·K_n}{X_n^{\prime }}\end{array}\right)·\left(\begin{array}{c}{S}_R\\ S_G\\ S_B\end{array}\right)---\left(9b\right)$

$\left(\begin{array}{c}{X}_{n+2}\\ X_{n+1}\\ X_n\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}{R}_{\mathrm{Rn}+2}& R_{\mathrm{Gn}+2}& R_{\mathrm{Bn}+2}\\ R_{\mathrm{Rn}+1}& R_{\mathrm{Gn}+1}& R_{\mathrm{Bn}+1}\\ R_{\mathrm{Rn}}& R_{\mathrm{Gn}}& R_{\mathrm{Bn}}\end{array}\right)·\left(\begin{array}{c}{S}_R\\ S_G\\ S_B\end{array}\right)---\left(9c\right)$

其中 

R＝A·K                    (9d) 

$R=\left(\begin{array}{ccc}{R}_{\mathrm{Rn}+2}& R_{\mathrm{Gn}+2}& R_{\mathrm{Bn}+2}\\ R_{\mathrm{Rn}+1}& R_{\mathrm{Gn}+1}& R_{\mathrm{Bn}+1}\\ R_{\mathrm{Rn}}& R_{\mathrm{Gn}}& R_{\mathrm{Bn}}\end{array}\right)---\left(9e\right)$

$K=\left(\begin{array}{ccc}{K}_{\mathrm{Rn}+2}& K_{\mathrm{Gn}+2}& K_{\mathrm{Bn}+2}\\ K_{\mathrm{Rn}+1}& K_{\mathrm{Gn}+1}& K_{\mathrm{Bn}+1}\\ K_{\mathrm{Rn}}& K_{\mathrm{Gn}}& K_{\mathrm{Bn}}\end{array}\right)---\left(9f\right)$

图像传感器200可以提供例如每秒若干图像帧，并且每个图像帧可以包括来自几千或甚至几百万个像素P1，P2，P3的信号值，其对应于图像传感器200上形成的光学图像IMG1的不同部分。因此，可能需要确定光学图像IMG1几千或者几百万个不同点的光谱强度值X_n，X_n+1和X_n+2。使用矩阵等式(9c)可以提供一种确定光谱强度值X_n，X_n+1和X_n+2的快速方法。 

监控物体OBJ1的光谱OSPEC1可以包括：通过在图像传感器200上形成物体OBJ1的图像IMG1而从图像传感器200获取探测器信号值S_R，S_G，S_B，并且通过使用存储为矩阵R元素的校准参数而从探测器信号值S_R，S_G，S_B计算强度值X_n，X_n+1，X_n+2。 

回过来参考图6，具有响应函数h_R(λ)的像素P1可以对两个或者更多个波长为λ_n，λ_n+1和λ_n+2的光同时敏感。如果像素P1提供非零信号S_R，等式(9c)可以用于确定射在像素P1上的光是否包含波长λ_n处的光谱分量，波长λ_n+1处的光谱分量和／或波长λ_n+2处的光谱分量。在这种意义上，等式(9c)的矩阵R可以被称为例如解算矩阵或者分解矩阵。 

等式(9c)可以提供波长λ_n，λ_n+1和λ_n+2处的强度值X_n，X_n+1和X_n+2。波长λ_n，λ_n+1和λ_n+2，即法布里-珀罗干涉仪100的透射峰的光谱位置，取决于镜间隙d。可以对每个镜间隙d确定矩阵R的元素值。 

特别地，可以通过根据下面的等式(10a)，(10b)，(10c)和／或(10d)之一使用矩阵R的元素R_Rn，R_Gn，R_Bn来计算强度值X_n： 

X_n(λ₀)=R_Rn(λ₀)·S_R+R_Gn(λ₁)·S_G+R_Bn(λ₂)·S_B         (10a) 

X_n(d)=R_Rn(d)·S_R+R_Gn(d)·S_G+R_Bn(d)·S_B             (10b) 

X_n(C_d)=R_Rn(C_d)·S_R+R_Gn(C_d)·S_G+R_Bn(C_d)·S_B            (10c) 

X_n(S_d)=R_Rn(S_d)·S_R+R_Gn(S_d)·S_G+R_Bn(S_d)·S_B           (10d) 

在等式(10a)中，元素值R_Rn(λ₀)，R_Gn(λ₁)，R_Bn(λ₂)以及强度值X_n(λ₀)是针 对光谱位置λ₀表示的，其中光谱位置λ₁和λ₂取决于光谱位置λ₀。 

在等式(10b)中，元素值R_Rn(d)，R_Gn(d)，R_Bn(d)以及强度值X_n(d)是针对给定镜间隙d表示的。 

在等式(10c)中，元素值R_Rn(C_d)，R_Gn(C_d)，R_Bn(C_d)以及强度值X_n(C_d)是针对镜间隙电容器151，152的给定电容值C_d表示的。 

在等式(10d)中，元素值R_Rn(S_d)，R_Gn(S_d)，R_Bn(S_d)以及强度值X_n(S_d)是针对给定反馈信号值S_d表示的。 

矩阵R的元素值可以存储在存储器MEM1中作为校准参数CALPAR1，并且当需要时可从存储器MEM1中提取与给定镜间隙d关联的元素值。在一个实施例中，回归函数的参数可以存储在存储器MEM1中，并且通过使用回归函数可以计算与给定镜间隙d关联的矩阵R的元素值。当使用干涉仪的三个透射峰PEAK1，PEAK2，PEAK3时并且当图像传感器200包括至少三种不同类型的探测器像素P1，P2，P3时，分解矩阵R可以具有例如维度3×3。 

当仅使用干涉仪的两个透射峰PEAK1，PEAK2时并且当图像传感器200包括至少两种不同类型的探测器像素P1，P2时，分解矩阵R可以具有例如维度2×2。在这种情况下，入射光LB1的强度值X_n，X_n+1可以例如通过使用等式10(d)来计算： 

$\left(\begin{array}{c}{X}_{n+1}\\ X_n\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}{R}_{\mathrm{Rn}+1}& R_{\mathrm{Gn}+1}\\ R_{\mathrm{Rn}}& R_{\mathrm{Gn}}\end{array}\right)·\left(\begin{array}{c}{S}_R\\ S_G\end{array}\right)---\left(10d\right)$

校准方法可以包括：通过使用在λ₀处的窄带校准光来测量第一组探测器信号S_R，S_G，通过使用在λ₁处的窄带校准光来测量第二组探测器信号S_R，S_G，通过使用宽带校准光来测量第三组探测器信号S_R，S_G，从第一组和第二组形成矩阵Q，通过将矩阵Q求逆来确定矩阵K，并且使用所述第三组探测器信号以及宽带校准光的一组已知强度值A_n，A_n+1而从矩阵K确定矩阵R。 

当使用干涉仪的四个透射峰时并且当图像传感器200包括至少四个不同类型的探测器像素P1，P2，P3，...时，分解矩阵可以具有维度4×4。 

图9a示出校准系统CAL1，其中具有可调波长λ_M的窄带光LB11被耦合进入光谱仪500中。窄带光LB11可以仅包括一个谱峰MPEAK，其具有可调中心波长λ_M(图9b)。特别地，参数Q_Rn，Q_Gn，Q_Bn，Q_Rn+1，Q_Gn+1，Q_Bn+1，Q_Rn+2，Q_Gn+2，Q_Bn+2的值可以使用窄带校准光LB11来确定。 

可以例如通过用可调光学窄带滤波器FIL1对宽带光源SRC1的光LB10过滤来提供窄带校准光LB11。宽带光源SRC1可以是例如卤素钨灯，钨带灯，黑体辐射器，发光二极管或者气体放电灯。可调光学窄带滤波器FIL1可以是例如单色器。与使用单色器关联的优势在于宽度Δλ_FWHM，M可以已知或者高准确度地测量。可调光学窄带滤波器FIL1还可以是例如第二法布里-珀罗干涉仪。窄带校准光LB11的光谱位置λ_M可以例如通过向可调光学滤波器FIL1发送控制信号SETM来设定。控制单元CNT2可以配置为通过向滤波器FIL1发送控制信号SETM来设定和／或改变窄带校准光LB11的(中心)波长λ_M。 

可以例如通过使用分束器BS1和参考探测器DET1来监控窄带校准光LB11的光谱强度I_REF1(λ_M)。分束器BS1可以为参考探测器DET1提供辅助光束LB11’。 

控制单元CNT2可以布置为从参考探测器DET1接收强度信号I_REF1(λ)。 

控制单元CNT2可以配置为从图像传感器200接收探测器信号S_R，S_G，S_B。 

控制单元CNT2可以配置为通过发送控制信号SETD设定和／或改变法布里-珀罗干涉仪500的镜间隙d。控制单元CNT2可以布置为接收表示法布里-珀罗干涉仪500的镜间隙d的反馈信号S_d。 

控制单元CNT2可以配置为从与透射峰PEAK1，PEAK2，PEAK3的光谱位置λ₀，λ₁，λ₂关联的探测器信号S_R，S_G，S_B以及从与光谱位置λ₀，λ₁，λ₂关联的已知强度值B(λ₀)，B(λ₁)，B(λ₂)来确定矩阵Q的元素值。 

校准系统CAL1可以包括用于控制系统CAL1的操作的控制单元CNT2。校准系统CAL1可以包括用于存储计算机程序PROG2的存储器MEM7。计算机程序PROG2可以配置为当由一个或多个数据处理器执行时实施光谱仪500的校准的第一阶段。 

校准系统CAL1可以包括用于存储矩阵Q的元素值的存储器MEM5。校准系统CAL1可以包括用于存储矩阵K的元素值的存储器MEM6。 

如果与校准峰MPEAK的每个光谱位置关联的光谱强度值I_REF1已被先前测量并存储在存储器中，也可以省略分束器BS1以及参考探测器DET1。 

窄带光LB11可以仅包括一个谱峰MPEAK，其具有可调中心波长λ_M(图9b)。特别地，参数Q_Rn，Q_Gn，Q_Bn，Q_Rn+1，Q_Gn+1，Q_Bn+1，Q_Rn+2，Q_Gn+2，Q_Bn+2的值可以从通过扫描谱峰MPEAK的波长而获取的探测器信号S_R，S_G，S_B来确 定。 

也可以通过使用另一光源而不是宽带光源SRC1和滤波器FIL1的组合来提供窄带校准光LB11。例如，可以从具有可调波长的光学参量放大器(OPA)获取校准光LB11。 

参考图9b，校准的第一阶段可以包括： 

-将法布里-珀罗干涉仪100的镜间隙d设定到期望值，该期望值进而定义谱峰PEAK1，PEAK2的光谱位置， 

-调整滤波器FIL1使得校准光LB11的校准峰MPEAK设定到法布里-珀罗干涉仪100的第一透射峰PEAK1的光谱位置λ₀， 

-从图像传感器获取探测器信号值S_R(λ₀)，S_G(λ₀)， 

-从参考探测器DET1获取参考强度值B(λ₀)， 

-调整滤波器FIL1使得校准光LB11的校准峰MPEAK设定到第二透射峰PEAK2的光谱位置λ₁， 

-从图像传感器获取探测器信号值S_R(λ₁)，S_G(λ₁)， 

-从参考探测器DET1获取参考强度值B(λ₁)，并且 

-从测量的探测器信号值S_R(λ₀)，S_G(λ₀)，S_R(λ₁)，S_G(λ₁)，S_B(λ₁)以及已知的参考强度值B(λ₀)，B(λ₁)确定矩阵Q的元素值。 

校准的第一阶段可以包括： 

-将法布里-珀罗干涉仪100的镜间隙d设定到期望值，该期望值进而定义谱峰PEAK1，PEAK2的光谱位置， 

-调整滤波器FIL1使得校准光LB11的校准峰MPEAK设定到法布里-珀罗干涉仪100的第一透射峰PEAK1的光谱位置λ₀， 

-从图像传感器获取探测器信号值S_R(λ₀)，S_G(λ₀)，S_B(λ₀)， 

-从参考探测器DET1获取参考强度值B(λ₀)， 

-调整滤波器FIL1使得校准光LB11的校准峰MPEAK设定到第二透射峰PEAK2的光谱位置λ₁， 

-从图像传感器获取探测器信号值S_R(λ₁)，S_G(λ₁)，S_B(λ₁)， 

-从参考探测器DET1获取参考强度值B(λ₁)， 

-调整滤波器FIL1使得校准光LB11的校准峰MPEAK设定到第三透射峰PEAK3的光谱位置λ₂， 

-从图像传感器获取探测器信号值S_R(λ₂)，S_G(λ₂)，S_B(λ₂)， 

-从参考探测器DET1获取参考强度值B(λ₂)，并且 

-根据测量的探测器信号值S_R(λ₀)，S_G(λ₀)，S_B(λ₀)，S_R(λ₁)，S_G(λ₁)，S_B(λ₁)，S_R(λ₂)，S_G(λ₂)，S_B(λ₂)以及已知的参考强度值B(λ₀)，B(λ₁)，B(λ₂)确定矩阵Q的元素值。可以例如通过使用等式(11a)-(11j)确定矩阵Q的元素。 

对参数Q_Rn，Q_Gn，Q_Bn，Q_Rn+1，Q_Gn+1，Q_Bn+1，Q_Rn+2，Q_Gn+2，Q_Bn+2的更准确估计可以通过扫描和数值积分来确定。例如，校准的第一阶段可以包括： 

-将法布里-珀罗干涉仪100的镜间隙d设定到期望值，该期望值进而定义谱峰PEAK1，PEAK2，PEAK3的光谱位置， 

-通过在第一透射峰PEAK1的光谱位置λ₀上扫描校准峰MPEAK的波长(λ_M)，获取第一组探测器信号值(S_B(λ₀)，S_G(λ₀)，S_B(λ₀))， 

-从参考探测器DET1获取参考强度值B(λ₀)， 

-通过在第二透射峰PEAK2的光谱位置λ₁上扫描校准峰MPEAK的波长(λ_M)，获取第二组探测器信号值(S_R(λ₁)，S_G(λ₁)，S_B(λ₁))， 

-从参考探测器DET1获取参考强度值B(λ₁)， 

-通过在第三透射峰PEAK3的光谱位置λ₂上扫描校准峰MPEAK的波长(λ_M)，获取第三组探测器信号值(S_R(λ₂)，S_G(λ₂)，S_B(λ₂))， 

-从参考探测器DET1获取参考强度值B(λ₂)，并且 

-从第一组探测器信号值，从第二组探测器信号值，从第三组探测器信号值和从参考强度值B(λ₀)，B(λ₁)，B(λ₂)确定参数Q_Rn，Q_Gn，Q_Bn，Q_Rn+1，Q_Gn+1，Q_Bn+1，Q_Rn+2，Q_Gn+2，Q_Bn+2。 

校准光LB11的(单)谱峰MPEAK的谱宽Δλ_FWHM.M可以基本上小于法布里-珀罗干涉仪100的自由光谱范围FSR。因此，当校准峰MPEAK设定为光谱位置λ₀时，在其它波长λ₁和λ₂的校准光LB11的光谱强度可以基本上等于零。特别地，谱宽Δλ_FWHM，M可以比透射峰PEAK1的宽度Δλ_FWHM，n窄。 

通过将通过在包括波长λ₀的扫描范围RNG1上扫描波长λ_M而获取的多个探测器信号值S_R(λ₀，λ_M)相加并且通过将总和除以已知的强度值B(λ₀)，可以近似地确定参数Q_Rn： 

$Q_{\mathrm{Rn}}=\frac{W_n}{B\left({\lambda }_0\right)}·\Sigma S_R({\lambda }_0,{\lambda }_M)---\left(11a\right)$

其中λ₀为透射峰PEAK1的光谱位置，S_R(λ₀，λ_M)为当窄带校准光LB11处于光谱位置λ_M时从第一像素P1获取的探测器信号。W_n可以为常数。 

特别地，可以通过计算总和来确定参数Q_Rn： 

$Q_{\mathrm{Rn}}=\frac{W_n}{B\left({\lambda }_0\right)}·\underset{{m=m}_{\mathrm{MIN}}}{\overset{m_{\mathrm{MAX}}}{\Sigma }}{S}_R({\lambda }_0,{\lambda }_M\left(m\right))---\left(11b\right)$

其中S_R(λ₀，λ_M(m))为当窄带校准光LB11处于光谱位置λ_M(m)时从第一像素P1获取的探测器信号，m表示求和指数，λ_M(m)为与每个指数m关联的窄带校准光LB11的光谱位置，m_MIN为求和的下限，而m_MAX为求和的上限。下限m_MIN可以例如基本上等于-0.5·RNG1／Δλ_STEP，并且上限m_MAX可以例如基本上等于0.5·RNG1／Δλ_STEP。扫描步长可以等于Δλ_STEP。扫描步长Δλ_STEP可以是常数，并且光谱位置λ_M(m)可以例如通过等式λ_M(m)＝λ₀+m·Δλ_STEP来给定。然而，扫描步长也可以是变化的，即扫描步长Δλ_STEP值也可以取决于指数m。 

因此，可以通过下列方法确定参数Q_Rn，该方法包括：通过在包括第一光谱位置λ₀的光谱范围RNG1上扫描参考谱峰MPEAK的波长λ_M而从图像传感器200获取一组探测器信号值S_R，并且计算所述一组探测器信号值S_R的总和。 

可替换地，可以通过下列方法确定参数Q_Rn，该方法包括：通过在包括参考谱峰MPEAK的光谱位置λ_M的光谱范围RNG1上扫描第一透射峰PEAK1的波长λ₀而从图像传感器200获取一组探测器信号值S_R，并且计算所述一组探测器信号值S_R的总和。可以通过改变镜间隙d扫描第一透射峰PEAK的波长λ₀。 

通过将通过在包括波长λ₀的扫描范围上扫描波长λ_M而获取的多个探测器信号值S_G(λ₀，λ_M)相加并且通过将总和除以已知的强度值B(λ₀)，可以确定参数Q_Gn： 

$Q_{\mathrm{Gn}}=\frac{W_n}{B\left({\lambda }_0\right)}·\Sigma S_G({\lambda }_0,{\lambda }_M)---\left(11c\right)$

其中S_G(λ₀，λ_M)为当窄带校准光LB11处于光谱位置λ_M时从第二像素P2获取的探测器信号。 

通过将通过在包括波长λ₀的扫描范围上扫描波长λ_M而获取的多个探测器信号值S_B(λ₀，λ_M)相加并且通过将总和除以已知的强度值B(λ₀)，可以确定参数Q_Bn： 

$Q_{\mathrm{Bn}}=\frac{W_n}{B\left({\lambda }_0\right)}·\Sigma S_B({\lambda }_0,{\lambda }_M)---\left(11d\right)$

其中S_B(λ₀，λ_M)为当窄带校准光LB11处于光谱位置λ_M时从第三像素P3获取的探测器信号。 

通过将通过在包括波长λ₁的扫描范围上扫描波长λ_M而获取的多个探测器信号值S_R(λ₁，λ_M)相加并且通过将总和除以已知的强度值B(λ₁)，可以确定参数Q_Rn+1： 

$Q_{\mathrm{Rn}+1}=\frac{W_{n+1}}{B\left({\lambda }_1\right)}·\Sigma S_R({\lambda }_1,{\lambda }_M)---\left(11e\right)$

其中λ₁为透射峰PEAK2的光谱位置，S_R(λ₁，λ_M)为当窄带校准光LB11处于光谱位置λ_M时从第一像素P1获取的探测器信号，而W_n+1可以为常数。 

通过将通过在包括波长λ₁的扫描范围上扫描波长λ_M而获取的多个探测器信号值S_G(λ₁，λ_M)相加并且通过将总和除以已知的强度值B(λ₁)，可以确定参数Q_Gn+1： 

$Q_{\mathrm{Gn}+1}=\frac{W_{n+1}}{B\left({\lambda }_1\right)}·\Sigma S_G({\lambda }_1,{\lambda }_M)---\left(11f\right)$

其中S_G(λ₁，λ_M)为当窄带校准光LB11处于光谱位置λ_M时从第二像素P2获取的探测器信号。 

通过将通过在包括波长λ₁的扫描范围上扫描波长λ_M而获取的多个探测器信号值S_B(λ₁，λ_M)相加并且通过将总和除以已知的强度值B(λ₁)，可以确定参数Q_Bn+1： 

$Q_{\mathrm{Bn}+1}=\frac{W_{n+1}}{B\left({\lambda }_1\right)}·\Sigma S_B({\lambda }_1,{\lambda }_M)---\left(11g\right)$

其中S_B(λ₁，λ_M)为当窄带校准光LB11处于光谱位置λ_M时从第三像素P3获取的探测器信号。 

通过将通过在包括波长λ₂的扫描范围上扫描波长λ_M而获取的多个探测器信号值S_R(λ₂，λ_M)相加并且通过将总和除以已知的强度值B(λ₂)，可以确定参数Q_Rn+2： 

$Q_{\mathrm{Rn}+2}=\frac{W_{n+2}}{B\left({\lambda }_2\right)}·\Sigma S_R({\lambda }_2,{\lambda }_M)---\left(11h\right)$

其中λ₂为透射峰PEAK3的光谱位置，S_R(λ₁，λ_M)为当窄带校准光LB11处于光谱位置λ_M时从第一像素P1获取的探测器信号。W_n+2可以为常数。 

通过将通过在包括波长λ₂的扫描范围上扫描波长λ_M而获取的多个探测器信号值S_G(λ₂，λ_M)相加并且通过将总和除以已知的强度值B(λ₂)，可以确定参数Q_Gn+2： 

$Q_{\mathrm{Gn}+2}=\frac{W_{n+2}}{B\left({\lambda }_2\right)}·\Sigma S_G({\lambda }_2,{\lambda }_M)---\left(11i\right)$

其中S_G(λ₂，λ_M)为当窄带校准光LB11处于光谱位置λ_M时从第二像素P2获取的探测器信号。 

通过将通过在包括波长λ₂的扫描范围上扫描波长λ_M而获取的多个探测器信号值S_B(λ₂，λ_M)相加并且通过将总和除以已知的强度值B(λ₂)，可以确定参数Q_Bn+2： 

$Q_{\mathrm{Bn}+2}=\frac{W_{n+2}}{B\left({\lambda }_2\right)}·\Sigma S_B({\lambda }_2,{\lambda }_M)---\left(11j\right)$

其中S_B(λ₁，λ_M)为当窄带校准光LB11处于光谱位置λ_M时从第三像素P3获取的探测器信号。 

根据透射峰PEAK1，PEAK2，PEAK3的谱宽Δλ_FWHM，n，Δλ_FWHM，n+1，Δλ_FWHM，n+2，窄带校准峰MPEAK的谱宽Δλ_FWHM，M，扫描步长Δλ_STEP，透射峰PEAK1，PEAK2，PEAK3的轮廓，以及窄带校准峰MPEAK的轮廓，可以确定系数W_n，W_n+1，W_n+2的值。特别地，当校准峰MPEAK的轮廓为基本上矩形(图8a)，基本上梯形(图8b)或者基本上三角形(图8c)时，当谱宽Δλ_FWHM，M比谱宽Δλ_FWHM，n的50％窄时，并且当扫描步长Δλ_STEP基本上等于谱宽Δλ_FWHM，M时，系数W_n的值可以基本上等于1。例如，当谱宽Δλ_FWHM，n，Δλ_FWHM，n+1，Δλ_FWHM，n+2基本上等于10nm，谱宽Δλ_FWHM，M基本上等于1nm，扫描步长Δλ_STEP基本上等于谱宽Δλ_FWHM，M，并且由单色器FIL1产生校准峰MPEAK时，系数W_n，W_n+1，W_n+2的值可以基本上等于1。如果谱宽Δλ_FWHM，M等于扫描步长Δλ_STEP的两倍，那么系数W_n，W_n+1，W_n+2可以例如基本上等于0.5。 

根据等式(12a)到(12i)，通过将校准峰MPEAK设定到波长λ₀，波长λ₁以及波长λ₂并且获取最大探测器信号值S_R(λ₀)，S_G(λ₀)，S_G(λ₀)，S_R(λ₁)，S_G(λ₁)，S_B(λ₁)，S_R(λ₂)，S_G(λ₂)，S_B(λ₂)，可以确定参数Q_Rn，Q_Gn，Q_Bn，Q_Rn+1，Q_Gn+1，Q_Bn+1，Q_Rn+2，Q_Gn+2，Q_Bn+2的不大准确估计。 

Q_Rn＝W_n·S_R(λ₀)／B(λ₀)               (12a) 

Q_Gn＝W_n·S_G(λ₀)／B(λ₀)               (12b) 

Q_Bn=W_n·S_B(λ₀)／B(λ₀)            (12c) 

Q_Rn+1=W_n+1·S_R(λ₁)／B(λ₁)           (12d) 

Q_Gn+1＝W_n+1·S_G(λ₁)／B(λ₁)            (12e) 

Q_Bn+1=W_n+1·S_B(λ₁)／B(λ₁)            (12f) 

Q_Rn+2=W_n+2·S_R(λ₂)／B(λ₂)           (12g) 

Q_Gn+2＝W_n+2·S_G(λ₂)／B(λ₂)          (12h) 

Q_Bn+2＝W_n+2·S_B(λ₂)／B(λ₂)              (12i) 

根据透射峰PEAK1，PEAK2，PEAK3的谱宽Δλ_FWHM，n，Δλ_FWHM，n+1，Δλ_FWHM,n+2，窄带校准峰MPEAK的谱宽Δλ_FWHM，M，透射峰PEAK1，PEAK2，PEAK3的轮廓，和窄带校准峰MPEAK的轮廓，可以计算系数W_n，W_n+1，W_n+2的值。 

通过使用等式(11a)到(11i)或者(12a)到(12i)获取的参数Q_Rn，Q_Gn，Q_Bn，Q_Rn+1，Q_Gn+1，Q_Bn+1，Q_Rn+2，Q_Gn+2，Q_Bn+2可以构成矩阵Q的元素。矩阵Q可以临时存储在存储器MEM5中。通过将矩阵Q求逆可以确定矩阵K。矩阵K可以存储在存储器MEM6中。 

图10a示出校准系统CAL2，其中具有已知光谱强度分布REFSPEC2的宽带光LB20耦合到光谱仪500中。宽带光LB20可以由光源SRC2提供，光源SRC2可以例如是卤素钨灯，钨带灯或者黑体辐射器。在不修改光源SRC2的原始光谱强度分布的情况下或者通过修改光谱强度分布(例如通过用有色玻璃滤波器过滤来自光源SRC2的光)，由光源SRC2提供的光可以基本上耦合到光谱仪500。 

图10b通过实例的方式示出耦合到光谱仪500中的宽带光LB20的光谱强度REFSPEC2。光谱强度REFSPEC2在与镜间隙d相对应的光谱位置λ₀，λ₁，λ₂处可以具有已知的值A_n(d)，A_n+1(d)，A_n+2(d)。可以调整和／或扫描镜间隙d从而改变透射峰PEAK1，PEAK2，PEAK3的光谱位置λ₀，λ₁，λ₂。系统CAL2可以包括用于向干涉仪100发送控制信号SETD的控制单元CNT2。光谱仪500可以提供表示实际镜间隙d的反馈信号S_d。I_REF2(λ)表示波长λ处的光谱强度。 

对于每一个间隙d，图像传感器200可以提供一组探测器信号值S_R(d)，S_G(d)，S_B(d)。每个镜间隙d对应于透射峰PEAK1，PEAK2，PEAK3的特定光谱位置λ₀，λ₁，λ₂。可对镜间隙d进行选择以便其提供用于确定矩阵Q的元素Q_Rn，Q_Gn，Q_Bn，Q_Rn+1，Q_Gn+1，Q_Bn+1，Q_Rn+2，Q_Gn+2，Q_Bn+2的透射峰PEAK1， PEAK2，PEAK3的相同光谱位置λ₀，λ₁，λ₂。可以通过对矩阵Q求逆来获取矩阵K。 

现在可以根据等式(7)通过使用测量的探测器信号S_R(d)，S_G(d)，S_B(d)和通过使用通过对矩阵Q求逆而获取的矩阵K来计算与校准情况CAL2相关的辅助强度值X′_n，X′_n+1，X′_n+2。可以计算辅助强度值X′_n，X′_n+1，X′_n+2并将其临时存储在存储器中。近似强度值X′_n，X′_n+1，X′_n+2可以偏离真实强度值A_n，A_n+1和A_n+2。现在可以根据计算的辅助强度值X′_n，X′_n+1，X′_n+2和真实的(已知)强度值A_n，A_n+1和A_n+2，通过使用等式(8)确定校正矩阵A。现在可以根据近似强度值X′_n，X′_n+1，X′_n+2，真实强度值A_n，A_n+1和A_n+2，以及矩阵K，通过使用等式(8)和(9d)来确定分解矩阵R。 

强度分布REFSPEC2可以具有谱宽Δλ_FWHM，20(其中FWHM表示半高全宽)。谱宽Δλ_FWHM，20还可以被称为带宽。第二校准光LB20的带宽Δλ_FWHM，20可以比参考谱峰MPEAK的谱宽Δλ_FWHM，M宽。第二校准光LB20的带宽Δλ_FWHM，20可以比第一透射峰PEAK1的谱宽Δλ_FWHM，n宽。在一个实施例中，带宽Δλ_FWHM，20可以如此之大，以致其包含截止波长λ_min和λ_max之间的全部范围。可以例如通过黑体辐射器，钨带灯，卤素钨灯或者发光二极管提供校准光LB20，并且带宽Δλ_FWHM，20可以例如为几百纳米。 

参考图10c，可以例如对宽带光LB20的光谱进行选择使光谱REFSPEC2在光谱位置λ₀，λ₁和／或λ₂附近表现出基本上线性变化。当透射峰PEAK1，PEAK2，PEAK3至少近似对称时，这可以提供足够的校准准确度。例如，第一波长λ₀-0.5·Δλ_RNG2和第二波长λ₀+0.5·Δλ_RNG2可以被选择成使得所述波长之间的差值Δλ_RNG2基本上等于谱峰PEAK1的宽度Δλ_FWHM，n的5倍。在交点IP1，IP2处线TAN2可以与曲线REFSPEC2交叉。由光谱范围Δλ_RNG2定义的光谱REFSPEC2的部分可以从线性度偏离例如小于1％，这意味着值A_n(d)和连接交点IP1，IP2的线TAN2的中点MP1之间的距离ΔA_max小于值A_n(d)的1％。在一个实施例中，光谱REFSPEC2的第一部分在光谱位置λ₀附近可以基本上是线性的，光谱REFSPEC2的第二部分在光谱位置λ₁附近可以基本上是线性的，而光谱REFSPEC2的第三部分在光谱位置λ₂附近可以基本上是线性的。光谱REFSPEC2可以在包括光谱位置λ₀的第一光谱范围内从线性度偏离小于1％，并且在包括光谱位置λ₁的第二光谱范围内偏离线性度小于1％。如果使用三个透射 峰，在包括光谱位置λ₂的第三光谱范围内从线性度的偏离也可以小于1％。每个光谱范围可以等于谱峰PEAK1的宽度Δλ_FWHM，n的5倍。 

在一个实施例中，较低的校准准确度可以是可接受的，其中光谱REFSPEC2可以在包括光谱位置λ₀的第一光谱范围内从线性度偏离例如小于5％，并且例如在包括光谱位置λ₁的第二光谱范围内偏离线性度例如小于5％。如果使用三个透射峰，在包括光谱位置λ₂的第三光谱范围内从线性度的偏离也可以小于5％。每个光谱范围可以等于谱峰PEAK1的宽度Δλ_FWHM，n的5倍。 

图11示出用于执行光谱仪500的校准以及用于通过使用光谱仪500测量强度值的方法步骤。 

在步骤810中，具有(单个)谱峰MPEAK的窄带光LB11可以经由干涉仪100耦合到图像传感器200。 

通过在包含法布里-珀罗干涉仪的第一透射峰PEAK1的光谱位置λ₀的范围上扫描校准峰MPEAK的波长λ_M可以获取第一组探测器值S_R(λ₀)，S_G(λ₀)，S_B(λ₀)。 

通过在包含法布里-珀罗干涉仪的第二透射峰PEAK2的光谱位置λ₁的范围上扫描校准峰MPEAK的波长λ_M可以获取第二组探测器值S_R(λ₁)，S_G(λ₁)，S_B(λ₁)。 

如果(任选地)利用第三透射峰PEAK3，通过在包含法布里-珀罗干涉仪的第二透射峰PEAK3的光谱位置λ₂的范围上扫描校准峰MPEAK的波长λ_M可以获取第三组探测器值S_R(λ₂)，S_G(λ₂)，S_B(λ₂)。 

步骤810可以包括在光谱范围上扫描校准峰MPEAK的波长。光谱范围可以例如从500nm到900nm，或者从400nm到1000nm。扫描步长可以例如在0.1nm到10nm的范围内。 

在步骤815中，第一组，第二组和第三组值可以存储在存储器中。 

可以在一范围上扫描镜间隙d，并且可以针对每个镜间隙d重复步骤810和815。 

在步骤820中，宽带光LB20可以经由干涉仪100耦合到图像传感器200。 

至少当镜间隙值d等于步骤810中所使用的镜间隙值时，可以从图像传感器200获取第四组探测器值S_R(d)，S_G(d)，S_B(d)。 

在步骤825中，可以将第四组探测器值S_R(d)，S_G(d)，S_B(d)存储在存储器 中。 

可以针对若干个不同的镜间隙值d重复步骤820。特别地，可以在一范围上扫描镜间隙d。 

在一个实施例中，可以在执行步骤810之前执行步骤820。换句话说，可以在用窄带光的校准测量之前发生用宽带光的校准测量。 

在步骤830中，参数Q_Rn，Q_Gn，Q_Bn，Q_Rn+1，Q_Gn+1，Q_Bn+1，Q_Rn+2，Q_Gn+2，Q_Bn+2(或者仅仅Q_Rn，Q_Gn，Q_Rn+1，Q_Gn+1)可以根据探测器值S_R(λ₀)，S_G(λ₀)，S_B(λ₀)，S_R(λ₁)，S_G(λ₁)，S_B(λ₁)，S_R(λ₂)，S_G(λ₂)，S_B(λ₂)和窄带校准光LB11的已知强度值B(λ₀)，B(λ₁)，B(λ₂)来确定。例如，可以使用等式(11a)到(11i)或者等式(12a)到(12i)。 

在步骤840中，可以通过经过使用等式(6)将矩阵Q求逆，确定矩阵K。 

在步骤850中，可以根据第四组探测器信号值S_R(d)，S_G(d)，S_B(d)，宽带校准光LB20的已知强度值A_n，A_n+1，A_n+2，和矩阵K来确定校正矩阵A和／或分解矩阵R。 

在步骤855中，矩阵A和／或矩阵R可以存储在存储器中。 

在后面的阶段，可以通过在步骤900中将物体OBJ1的光耦合到光谱仪500来测量未知的强度值X_n，X_n+1，X_n+2。可以根据探测器信号值S_R，S_G，S_B通过使用分解矩阵R确定强度值X_n，X_n+1，X_n+2。可以为两个或更多个不同的图像部分SUB_1，1，SUB_i，j，SUB_MAXi，MAXj(参见图4)确定强度值X_n，X_n+1，X_n+2。特别地，可以在不改变光谱仪500的方位的情况下为两个或更多个不同的图像部分SUB_1，1，SUB_i，j，SUB_MAXi，MAXj确定强度值X_n，X_n+1，X_n+2。 

在一个实施例中，还可以在已对与未知光谱关联的探测器信号进行测量并且将其存储在存储器中后执行校准。换句话说，照此探测器信号值可以存储在存储器中，并且在已确定分解矩阵R后，可以根据先前记录的探测器信号在后面的阶段计算强度值。 

参考图12a和12b，可以通过将宽带光耦合到光谱仪中，通过用一个或多个截止滤波器410，420定义截止波长(λ_min，λ_max)，通过调整镜间隙d，并且通过监控作为反馈信号的函数的探测器信号S_R，S_G，S_B来检查和／或校准反馈信号值S_d(例如，传感器电容值)和透射峰PEAK1，PEAK2，PEAK3的光谱位置之间的正确映射。例如，减小镜间隙d可以引起透射峰PEAK1，PEAK2， PEAK3向截止波长λ_min的移位。当干涉仪100的透射峰(例如，PEAK3)开始重叠截止波长λ_min(或λ_max)时，探测器信号(例如，S_G)可以表现出突然的改变。因此，与所述突然的改变关联的镜间隙值d_CUT或者反馈信号值S_d也可以与截止波长λ_min(或λ_max)关联。 

这种波长校准或光谱位置验证可以例如通过使用在强度校准的第二阶段期间使用的相同宽带光LB20来执行。然而，可以通过使用在截止波长λ_min和／或λ_max附近具有宽带分量的其它光来执行波长校准或验证。例如，可以使用从物体OBJ1发射的宽带光LB1。截止波长λ_min，λ_max可以由光谱仪500的滤波器410，420定义或者由外部滤波器定义。 

该方法可以包括： 

-用光学滤波器定义校准光(LB20)的截止波长(λ_min，λ_max)， 

-将宽带光(LB20)耦合到光谱仪(500)， 

-调整镜间隙(d)，并且 

-监控作为镜间隙(d)的函数和／或作为反馈信号值(S_d)的函数的探测器信号(S_G)，从而确定与截止波长(λ_min，λ_max)关联的镜间隙值(d_CUT)和／或反馈信号值(S_d，CUT)。 

对于波长校准或者验证，可以选择滤波器410，420使得滤波器410，420的光谱透射率T(λ)在截止波长λ_min，λ_max附近表现出突然的转变，以便当镜间隙在值d_CUT附近改变时使探测器信号S_R，S_G，S_B的对应改变最大化。在截止波长λ_min，λ_max处的滤波器410，420的透射率曲线的斜率ΔT(λ)／Δλ可以例如高于20％／nm。截止波长λ_min还可以被称为起通(cut-on)波长λ_min。 

可以通过将镜间隙d从第一值d₁改变到第二值d₂而在自由光谱范围FSR上扫描光谱仪500。可以对于第一值d₁和第二值d₂之间的每个相关镜间隙值d执行校准。可以对于第一值d₁和第二值d₂之间的每个相关镜间隙值d确定矩阵Q。在一个实施例中，可以对光谱敏感度η_R(λ)，η_G(λ)，η_B(λ)进行选择以便矩阵Q对于第一值d₁和第二值d₂之间的每个镜间隙值d是可逆的。 

光谱仪500的干涉仪100和图像传感器200可以例如实施在第一移动单元中。可以在第一移动单元中执行根据探测器信号确定强度值。也可以在与第一单元分离的第二移动或者静止单元中执行根据探测器信号确定强度值。 

光谱仪500可以例如用于遥感应用，其中它在为成像所选择的的波长带处可 以具有高透射率。光谱仪500可以例如用于监控物体色彩的空间变化。光谱仪500可以例如用于吸收测量，其中第一透射峰PEAK1与吸收带相匹配并且第二透射峰PEAK2与参考带相匹配。光谱仪500可以例如用于吸收测量，其中第一透射峰PEAK1与荧光相匹配并且第二透射峰PEAK2与引发荧光的照明光相匹配。 

当测量物体OBJ1的光谱时，任选地可以由宽带光和／或窄带光照明物体OBJ1。例如也可以从发光二极管或者激光来获取窄带光。当使用光谱仪500时，由窄带光照明可以进一步改善光谱分辨率。 

术语“光”可以指的是在紫外，可见和／或红外区域中的电磁辐射。 

对于本领域技术人员来说，将清楚的是根据本发明的设备和方法的修改和变化是可觉察的。这些图是示意性的。上面参考附图所描述的特定实施例仅仅是说明性的，并不意图限制由所附的权利要求限定的本发明的范围。