Колориметр Советский патент 1980 года по МПК G01J3/46 

1

Изобретение относится к колориметрии и может быть использовано для измерения координат цвета монохроматичСеских излучений - функций сложения цветов.5

Известен визуальный колориметр, который включает в себя три источника света , три двойных монохроматора, смонтированных в виде трехъярусной структуры Стайлса, систему сведения 10 и наблюдения пучков ij . Двойной монохроматор, установленный на среднем ярусе, выделяет исследуемый монохроматический поток, который направляется в систему сведения и наблюдения 15 пучков и заполняет половину поля зрения. Однако трехъярусная структура является сложной, громоздкой и неудобной в эксплуатации.

Наиболее близким по технической 20 сущности к изобретению является колориметр, содержащий приемную систему сведения и наблюдения пучков, идентичные оптические каналы, каждый из которых включает источник света, вход25 ную щель, конденсатор, коллиматор, две диспергирующие системы .и спектральную маску 2 ,

Погрешностями этого колориметра являются сложность конструкции, не- 30

достаточная надежность и неточность измерений, вызванные трудностями его настройки и градуировки, невозможностью осуществления вэаимоэамещения полей зрения и попарного сравнения составляюцих световых потоков.

Целью изобретения является упрощение конструкции известного колориметра, повышение надежности и точности измерений цвета.

Достигается это тем, что в известном колориметре идентичные оптические каналы выполнены в виде двух симметрично расположенных ветвей, в каждой из которых спектральная маска состоит из двух частей - подвижной щели, перемещающейся вдоль направления -дисперсии и набора из трех регулируeNCdx щелей с подвижными шторками, а входная щель разделена непрозрачной перекмчкой на две части, оптически сопряженные с соответствующими частями -спектральной маски. На части входной щели, оптически сопряженной с подвижной щелью спектральной маски, может быть размещена вертикально перемещающаяся шторка. Щели спектральной маски могут быть снабжены независимь и подвижными заслонками, а после каждой части входной щели могут быть установлены поляризующие лементы с различной ориентацией оптических осей.

На чертеже представлена принципиальная схема колориметра.

Колориметр содержит два идентичных оптических канала в виде симметично расположенных ветвей, каждая з которых включает в себя источник вета 1, конденсатор 2, входную щель 3, непрозрачную пере1 плчку 4 , установенную перпендикулярно к входной щеЛи 3, вертикально перемещагацуюся шторку 5, поляризующие элементы б, перак алающие, соответствующие части входой, щели 3, первый коллиматор 7, испергирующую систему 8, промежуточный коллиматор 9, спектральную маску, выполненную из двух частей, оптически сопряженных с частями входной щеи 3, и представляющую собой подвижную щель 10 с заслонкой 11 и набор из трех регулируемых шалей 12 с трея подвижными шторками 13 и заслонками 14. Отражакщее зеркало 15 предназначено для поворота световых пучков на промежуточный коллиматор 16 и да-, ее на вторую диспергирующую систему 17 и коллиматор 18. Приемная система 19 сведения и наблюдения пучков имеет внутри диафрагму 20 поля зрения, фотометр 21 устанавливается после окулярной линзы приемной системы 19 сведения и наблюдения пучков.

Колориметр работает следующим образом. Источник света 1 через конденсатор 2 освещает входную щель 3. Свет, выйдя из объектива первого коллиматора 7, параллельным пучком падает на диспергирукяцую систему 8. Первый промежуточный коллиматор 9 формирует спектр в плоскость, в которой находится спектральная маска. Исследуемый спект ральный интервал выделяется подвижной щелью 10, которая перемещается вдоль направления дисперсии. Заслонка 11 служит для закрывания подвижной щели 10, Щели 12 выделяют из спектра основные цвета излучения, например, красный К с длиной волны л 600 нм, зеленый 3 с А 550 нм, синий С с Я 460 нм. Световые потоки плавно регулируются с помсндью шторюк 5 и 13 до получения визуального равенства полей зрения. Регулировка не является отсчетной и наблюдателю не требуется знать положение органов управления торками 5 и 13. Диспергирующие системы 8 и 17 в сочетании с коллиматорами 7, 9, 16и 18в каждой ветви колориметра работают по принципу вычитания дисперсий. Вторая диспергирующая система 17 в сочетании с коллиматором 16 устраняет влияние рассеянного света. Световой поток исследуемой длины волны, вырезаемый подвижной щелью 10 в левой ветви колориметра, заполняет одну половину поля зрения. Затем цвет этой длины волны смешивается с одним или в некоторых случаях с двумя основными цветами излучения, выделенными регулируемыми щелями 12 из спектра левой ветви колориметра. Другая половина поля зрения заполняется световыми потоками основных цветов излучения, которые вырезаются щелями 12 из спектра правой ветви колориметра. Чтобы получить визуальное равенство полей зрения, необходимо подобрать интенсивность основных излучений К, 3, С соответствующим образом в правой ветви колориметра. Для этого перемещают подвижные шторки 13, установленные на регулируемЕоГК щелях 12. После достижения визуального равенства Полей зрения производится измерение световых потоков фотометром 21 с помощью поочередного перекрывания заслонками 11 и 14 подвижной щели 10 и регулируемых щелей 12.

Данный колориметр позволяет производить одновременное визуальное сравнение полей зрения, образованных световыми потоками, поступающими от нескольких каналов. Объединение трех оптических каналов в один в данном случае приводит к значительному упрощению оптической схемы и также обеспечивает взаимозамещение полей зрения и повышение точности измерений цвета. Наличие вертикально перемещающейся шторки на части входной щели, оптически сопряженной с подвижной частью спектральной маски, позволяет независимым образом регулировать интенсивность различных спектральных составляющих с помощью механизма, расположенного вне двойного монохроматора, что устраняет взаимное влияние механизмов регулирования и соответствукщую погрешность измерений. Подвижные заслонки с независимым приводом, например, от электромагнитов, позволяют автоматизировать процесс повторного измерения составляидих световых потоков. Использование поляризующих элементов дает возможность независимого изменения соотношения интенсивностей световых потоков через подвижные И неподвижные части спектральной маски.

Формула изобретения

1. Колориметр, содержащий приемную систему сведения и наблюдения пучков, .идентичные оптические каналы, каждый из которых включает источник света, входную щель,1 конденсатор ,{ оллиматОр, две диспергирующие системы и спектральную маску, отличающийс я тем, что, с целью упрсвцения конструкции, повышения надежности и точности измерений, идентичные оптические каналы выполнены в виде двух симметрично расположенных бетвей, в кажт

дои из которых спектральная маска состоит из двух частей - подвижной щели перемещающейся вдоль направления дисперсии и набора из трех регулируемых щелей с подвижньпуги шторками, а входная щель разделена непрозрачной перемычкой на две части, оптически сопряженные с соответствукицими частями спектральной маски.

2.Колориметр по п. 1, отличающийся тем, что на части входной щели, оптически сопряженной

с подвижной щелью спектральной маски, .размещена вертикально перемещающаяся шторка.

3.Колориметр попп. 1и2, отВ.ичающийся тем, что щели

спектральной маски снабжены независимыми подвижными заслонками.

4. Колориметр по пп. 1-3, отличающийся тем, что после каждой входной щели установлены поляризующие элементы с различной ориентацией оптических осей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Джадц R.i Вышецки Г. Цвет в науке и технике.-М.: Мир, 1978, с. 226

0 223.

2.Kator К., Sugiyama S., Fuwa М. Automatic Numerical Control of a Stiles Frichromator, Bull. Electrotechn. Lab, 1972, Vol. 36, 3,

5

p. 200-209.