HawkSpex® Tap

Forschung und Entwicklung im Kompetenzfeld Biosystems Engineering

© Fraunhofer IFF

HawkSpex® Tap ist eine Technologie zur Charakterisierung transparenter flüssiger und pasteuser Materialien direkt mit dem Smartphone. Dabei wird eine dünne Schicht des Materials auf die Kameralinse aufgebracht. Dies wirkt wie ein optischer Filter. Im Zusammenspiel mit der Aufnahme eines anwendungsspezifischen Testmusters werden die spezifischen Materialeigenschaften erfasst.

Technologie

Kern der Technologie ist eine smartphonebasierte Anwendung zum Bestimmen wesentlicher chemischer Bestandteile flüssiger oder cremeartiger Substanzen bzw. deren Unterscheidung anhand verschiedener chemischer Zusammensetzung. Im Gegensatz zu anderen Ansätzen benötigt diese Technologie keine weiteren mechanischen, optischen oder elektronischen Komponenten. Sie ist damit besonders attraktiv für den Konsumentenmarkt. Diese Technologie erweitert die ebenfalls am Fraunhofer IFF entwickelte HawkSpex® Mobile-Plattform.

Praktische Umsetzung

© Fraunhofer IFF

Für eine Messung mit HawkSpex® Tap wird die Rückkamera mit zuvor geputzter Linse auf die zu messende Substanz aufgelegt oder diese Substanz mit einem Tuch auf die Rückkamera übertragen. Dabei überträgt sich die Substanz, z.B. ein Fettfilm, teilweise auf die Linse. Dieser wird nun anhand seiner Wirkung als optisches Filter anhand von Brechung/Beugung (Diffraktion), verursacht durch den Fettfilm, als Transmission gemessen.

Systemansatz

Das physikalische Messprinzip ist geometrisch und somit weitestgehend unabhängig von schwer steuerbaren Eigenschaften der Beleuchtung und des Umgebungslichts. Es beruht auf grundlegenden physikalischen Entdeckungen, u.a. der von Christiaan Huygens um 1650 formulierten Wellenoptik, dem huygens-fresnelschen Prinzip, dem kirchhoffschen Beugungsintegral und der Fraunhofer-Beugung (parallele Lichtstrahlen als Strahlungsquelle).

Für eine zeitgemäße technische Umsetzung auf einem Smartphone benötigt man nur dessen Blitz als Beleuchtung, die Rückkamera als Sensor und ein geeignetes Testmuster, das man mit dieser Apparatur aufnimmt.

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