Фотоэлектрический колориметр Советский патент 1987 года по МПК G01J3/46 

113

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для колориметрических измерений, и может быть использовано при измерении цветовых координат динамических объектов и процессов, а также импульсных источников света.

Целью изобретения является повышение быстродействия и обеспечение воз можности измерений цветовых координат динамических объектов и процессов, а также импульсных источников света.

На чертеже приведена схема устрой- iCTBa.

Фотоэлектрический колориметр содержит источник 1 белого света (в случае, если объект исследования несамосветящийся) , исследуемый объект 2.,, формирующую оптическую систему, выполненную в виде конденсатора 3 и ра.сположенной в его предметной плоскости точечной диафрагмы 4, диспер- riip yioz mi элемент 5 и три оптических блока, каждый из которых содержит соо ветствующую спектральную маску 6. распололсенную в плоскости фокусировки формируемого диспергирующим элементом спектра, фокусирующую оптическую систему 7 и фотоприемник 8. Д гспергирующий элемент 5 вьшолнен в виде, голограммы трех сходящихся цилиндрических волн.

Устройство работает следующим образ ом

Сферическая волна от исследуемого объекта 2, освещенного источником 1 белого света, сформированная конденсором 3 и точечной диафрагмой 4, падая на диспергирующий элемент (голограмму) 5, восстанавливает три сходя- щяеся цилиндрические волны в виде трех идентичных пространственно разнесенных относительно друг друга спектров. Три спектральных маски 6 (Х) ,, (Y) , (Z) производят их селективное диафрагмирование. Оптические системы 7 фокусируют прошедший через спектральные маски свет на светочувствительную поверхность фотоприемников 8, реакции которых соответствуют координатам цвета X, Y, Z комбинации источник - объект, независимо от спектрального состава излучения этой комбинации.

Таким образом возможно одновременное снятие сигналов со всех трех фотоприемников, что необходимо при измерении координат цвета X,Y,Z дина

2

мических объектов и процессов, а также импульсных источников света.

Голограмму трех сходящихся цилиндрических волн записывают с помощью . расходящейся сферической волны, являющейся опорной волной.

Цилиндрическая линза от общего с опорной волной когерентного монохроматического источника формирует сходящуюся цилиндрическую волну. Интерференционную картину, образовайшуюся в результате наложения цилиндрической и сферической волн, регистрируют на фотопластине 5. Направление распространения сходящейся волны составляет с нормалью к фотопластине угол (опорный угол). При записи голограммы необходимо, чтобы биссектриса между направлениями сферической и любой из цилиндрических волн была перпендикулярна линии, в которую фокусируется сходящаяся цилиндрическая волна. Получение голограммы происходит в три этапа. На, фотопластину 5 трижды регистрируют одну и ту же указанную интерференционную картину, но при различных положениях самой пластины. После каждой экспозиции фотопластину поворачивают вокруг своей оси на 120°. После соответствующей химической обработки получают требуемую фазовую голограмму трех сходящихся цилиндрических волн. В качестве реги- стрирующей среды целесообразно применять хромированную желатину, дифракционная эффективность которой CBbmie 85%.

Восстановление полученной голо.граммы происходит при освещении ее расходящейся сферической волной от точечного источника белого света. При этом возникают три сходящиеся цилиндрические волны, пространственно разнесенные относительно друг друга. Так как запись голограммы происходит монохроматическим источником света, а восстановление - источником белого света, то происходит спектральное разложение белого света перпендикулярно линин фокусировки вос- становленой цилиндрической волны. Такая голограмма эквивалентна трем совмещенным монохроматорам и создает при восстановлении три идентичных пространственно разнесенных относительно друг друга спектра.

3 13 Пример, Для получения голограммы используют -фотопластину размером 90x120 мм, параметры цилиндрической линзы, ее расположение относительно фотопластины 5, а также разме ры сечения плоского волнового фронта падающего на цилиндрическую линзу, выбираются такими, чтобы при восстановлении голограммы возникшие пространственно разнесенные спектры име ли такие размеры в. плоскости фокусировки цилиндрических сходящихся ВОЛН

при которых можно было бы использовать спектральные маски (X), (Y), (Z) со световыми окнами размером 50x100 мм, что обеспечивает высокую точность измерений. Для формирования цилиндрической сходящейся волны применяют светосильную цилиндрическую линзу с фокусным расстоянием 500 мм, на которую падает волновой фронт сечением 90x50 мм, а расстояние по оси между вершиной цилиндрической линзы, и фотопластиной составляет 185 мм. Опорный угол между направлением рас- пространения сходящейся цилиндрической волны и нормалью к фотопластине равен 35°. Источником когерентного монохроматического света является He-Ne-лазер с длиной волны излучения 0,63 мкм.

Редактор Н.Егорова

Составитель БоБарнавский

Техред В.Кадар Корректор АЛ1пьнн

Заказ 2498/32Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро,Ц5 уло Проектп

5

Устройство позволяет опре.:;с, ; -.;:. значение цветового стимула Г1ссле, 7у- емого объекта. Формула и 3 о б р е т е ; ч ;т

Фотоэлектрический колоримегр,, со- держащий источник света и рйсло. ные последовательно по- ходу сззетоБо/потока о юрмирующую оптическую ciiCTe- му, диспергирующий элемент, спектральную маску и оптический блок,; состоящий из фокусирующей оптическс . системы и фотоприемникаS а также д:-.е дополнительные спектральные маски« при этом световые отверстия в масках выполнены в виде силуэтных представ- легкий функций удельных координат цвета x(;i), у(д), г(д) систему х,

Y,Z, отличающийся тем,, что, с целью повышения быстро,п.1 С Г ВИЯ, в устройство дополнк-1-ельис дены два оптических б,чока,, лпелт : ;- ных первому, формирующая оптлче-: система выполнена в виде Ko:;, u;ai. и точечной диафрагмы, а дисперг-т щкй элемент выполнен в виде тч:,ч МЫ трех СХОДЯ1ЦИХСЯ 1Ц ШИндр;гч ес;-с п-; при этом каждая из спектряль). расположена, в о,п:ном из трег.. ог . л- блоков, оптически сзязаюгьт::: кд:г диспергирующий элемент с света.

Изобретение относится к колориметрии и может быть использовано при измерении цветовых координат динамических объектов и процессов, а также импульсных источников света. Цель изобретения - обеспечение возможности измерений цветовых координат динамических объектов и процессов. Устройство содержит источник света, конденсор, точечную диафрагму, диспергирующий элемент и три спектральные маски, после которых установлены три г 3 « фокусирующие системы и три фотоприемника. Спектральные маски вьшолненЫ ,в виде силуэтных представлений функций удельных координат цвета Х(л), Y(/l), Z(A). Диспергирующий элемент выполнен в виде голограммы трех сходящихся цилиндрических волн. При освещении голограммы расходящейся сферической волной от исследуемого объекта, освещенного источником белого света, восстанавливаются три; сходящиеся цилиндрические волны в виде трех идентичных, пространственно раз- ;несенных относительно друг друга спектров. Три спектральные маски, установленные в плоскостях фокусировки формируемых спектров, производят их селективное диафрагмирование. Свет, прошедший через маски, фокусируется оптическими системами на светочувствительную поверхность фотопри- емников, реакции которых соответствуют координатам цвета X,Y,Z. 1 ил. Q « Од 00 00 о СП 6 г