Блок регулирования цвета визуального колориметра Советский патент 1984 года по МПК G01J3/46 

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано в приборостроительной промьшшенности в визуальных колориметрах для измерения цвета. Известен блок регулирования цвета визуального колориметра, в котором цвет, воспроизводимый колориметром, образуется смешением трех цветов (красного, зеленого и синего) в интегрирующем шаре, внутренняя стенка шара создает одно из полей сравнения С 1 2Недостатком этого устройства является сложность измерения цвета, Наиболее.близким по технической сущности к изобретению является бло регулирования цвета визуального кол риметра, содержащий источник света расположенные последовательно по хо ду излучения первую линзу конденсора, блок диафрагм, включaюп ий три диафрагмы с окнами прямоугольной формы, снабженные светофильтром и р гулируемыми заслонками, вторую заслонку конденсора и интегрирзпощий шар. В данном устройстве измеряемый цвет уравнивается ..подбором раскрытия диафрагм, меняющих яркость соответственно красной, зеленой синей составляющих воспроизводимого цвета 23. Недостатком этого устройства является необходимость использования квалифицированного обслуживающего персонала, недостаточная надежность и точность, большая трудоемкость из мерений, одинаковая для--любых цве.то в том числе для цветов, отличающихс например только чистотой. Целью .изобретения является упрощение и ускорение измерения цвета. Указанная цель достигается тем, что в блок регулирования, содержащи источник света и расположенные посл довательно по ходу излучения первую линзу конденсора, блок диафрагм, включающий три диафрагмы с окнами прямоугольной формы, снабженные све тофильтрами и регулируемыми заслонками, вторую линзу конденсора и интегрирующий шар, дополнительно введена подвижная маска с четырьмя окнами, в блок диафрагм дополнитех1ьно введена четвертая диафрагма, не сна женная светофильтром, при этом окна диафрагм имеют одинаковую высоту расстояния между окнами диафрагм ра ны и не превышают высоту этих окон. высота окон маски равна высоте окон диафрагм, расстояния между тремя окнами маски, соответствующими диафрагмам со светофильтрами, равны расстоянию между окнами диафрагм, а расстояние до четвертого окна маски от ближайшего к нему окна маски равно сумме расстояния между окнами диафрагмы и высоты окна. На чертеже изобра.жена оптическая схема блока регулирования цвета визуальности колориметра. Устройство содержит источник 1 излучения, первую линзу 2 конденсора, вторую линзу 3 конденсора, блок 4 диафрагм, маску 5 с четырьмя окнами прямоугольной формы, которая может перемещаться вверх (вниз), интегрирующий щар 6. Блок диафрагм содержит четыре горизонтальных окна 7,8,9 и 10 прямоугольной формы, три из которых 7, 8 и 9 снабжены светофильтрами соответственно красного, зеленого и синего цвета, а четвертое служит для прохождения белого излучения. В нижнем положении маски окно белого излучения закрыто, одновременно полностью открыты окна светофильтров по высоте. В верхнем положении маски окно белого излучения открыто, окна светофильтров закрыты. Раскрытие всех четырех окон по ширине регулируется горизонтально перемещающимися заслонками 11 независимо от. положения маски. Устройство работает следуюш;им образом. Наличие маски позволяет регулировать чистоту цвета, меняя соотношение высоты окна .белого излучения и равных друг другу окон цветных светофильтров. Цветовой тон не зависит от положения маски и устанавливается в нижнем положении маски заслонками 11, меняющими ширину раскрытия окон со светофильтрами, при этом целесообразно одновременно раскрывать не более двух окон со светофильтрами. Возможность раздельного регулиро.вания яркости, цветового тона и чистоты цвета вытекает из следующего. Световой поток, проходящий через один из светофильтров и попадающий в интегрирующий шар 6, равен йФ.- гг-Е.А. . где Е. - освещенность i-ro окна; А- - площадь открытой части i-ro окна; - коэффициент пропускания линз и 1-го светофильтра. Яркость стенки интегрир5гющего шара, в который входит поток лФ,,1 . if (f-p) где Дф. - световой цоток, прошедший i-ый светофильтр и попавший в интегрирующи шар 6; р - коэффициент отражения внутренней поверхности шара; о1 - внутренний диаметр инте рирующего шара. . При движении маски 5 вверх откр вается окно белого.излучения и зак рываются окна светофильтров. При п ремещении маски 5 от нижнего полож ния на расстояние % окно белого из лучения откроется на высоту 8, а с тофильтры закроются на эту же высоту. Тогда действующая площадь раскрытия окна -го светофильтра А и окна белого излучения А равны: л. b.(fi-e| ; ь . , где li - высота окна; Ь- - ширина раскрытия окна i-ro светофильтра; Ъ,-- ширина раскрытия окна бел го излучения. Так как геометрический фактор п ка лучей при постоянной освещеннос -..- -. У- .... . ..«.vi bjTTf Tr f.rtt- окон светофильтров прямо пропорцио лен площади раскрытия окон, то яркость стенки интегрирующего шара ;ль. с.д. , где С. - постоя ный коэффициент, уч тывающий пропускание оптических элементов устройств геометрические параметры и светораспределение лампы Открывая одновременно заслонки одной пары светофильтровj получим цвет, имеющий определенный цветово тон Л и чистоту PIV. L PU.I: Ггде - расчетная яркость монохроматической составляющей в получаемом цвете, яркость белой составляющей в получаемом при смешении двух цветов цвете. Тогда яркость монохроматической составляющей ,5):РчК где Сц - яркость цвета смеси излучения, прошедшего через два световых фильтра. При добавлении белого чистота воспроизводимого цвета P--Pu, где Рп чистота цвета смеси двух излучений, прошедших через два светофильтра, без до- , , бавления белого излучения; 1ц - яркость цвета этой смеси-, L, - яркость разбавляющего белого излучения. Подставляя яркость цветов, окончательно получим .- . Л С, fe, (.-(). .A.CgAg .b.. При условии С, bg , что определяет равенство яркостей Ly (маска в нижнем положении) и Lg (маска в верхнем положении), получаем возможность регулировать чистоту воспроизводимого цвета независимо от яркости /.«L;- (ширины окон Ъ. ,.Ьг): О (J Для проведения измерений чистота цвета и цветовой тон Я райсчитываются для каждой пары цветных светофильтров в зависимости от соотношения ширины раскрытия их окон. Яркость измеряемого цвета определяется с помощью графиков зависимости яркости от ширины раскрытия окон заслонками 11. Описанный принцип разделительного и независимого регулирования яркости, цветового тона и чистоты цвета использован в колориметре для измерения цвета слабоокрашенных образцов, имеющих преимущественно желтую цветовую тональность и отличающихся в основном только чистотой цвета. Применение предлагаемого устройст ва облегчает и ускоряет обучение обслуживающего персонала, повьшает надежность и точность измерений, облегчает и ускоряет, сами измерения, резко ускоряет измерение цветов, отличающихся только чистотой. Повышение надежности и точности измерения и облегчение обучения персонала определяется упрощением алгоритма работы оператора вследствие соответствия реализованного способа регулирования ощущению цвета, определяемого яркостью; цветовым тоном и чистотой цвета. В обычных трехцветных колориметрах на последних стадиях сравнения воспроизведенного и измеряемого цветов оператор невысокой квалификации затрудняется в принятии 1 986 решения на регулировку красной, зеленой и синей составляющих воспроизведенного цвета тремя органами управления, каждый из которых меняет и яркость, и цветовой тон, и чистоту цвета. В данном колориметре уравнивание цветов постоянного цветового тона и яркости после предварительной настройки производится перемещение только одной маски. Цвета, отличающиеся в основном только чистотой, например желтизна белых материалов, встречаются в бумажной, текстильной и ювелирной промышленности. Разработанный блок регулирования цвета может использоваться и самостоятельно, например при исследовании цветового зрения для предъявления наблюдателю цветов, регулируемых раздельно по яркости, цветовому тону или чистоте. I

БЛОК РЕГУЛИРОВАНИЯ ЦВЕТА ВИЗУАЛЬНОГО КОЛОРИМЕТРА, содержащий источник света и расположенные последовательно по ходу излучения первую линзу конденсора, блок диафрагм, включающий три диафрагмы с окнами прямоугольной формы, снабженные светофильтрами и регулируемыми заслонками, вторую линзу конденсора и интегрирующий шар, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения измерения цвета, в него дополнительно введена подвижная маска с четырьмя окнами, в блок диафрагм дополнительно введена четвертая диафрагма, при этом окна диафрагм имеют одинаковую высоту, расстояния между окнами диафрагм равны и не превьш1ают высоту этих окон, высота окон маски равна высоте окон диафрагм, расстояния цеукду тремя окнами маски, соответствующими диафрагмам со светофильтрами, равны рассто(Л янию между окнами диафрагм, а расстояние до четвертого окна маски от ближайшего к нему окна маски равно сумме расстояния между окнами диафрагмы и высоты окна.