CS210825B1

CS210825B1 - Luxmeter for measuring of equability and intensity of surface lighting

Info

Publication number: CS210825B1
Application number: CS219779A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Mracek
Original assignee: Frantisek Mracek
Priority date: 1979-03-31
Filing date: 1979-03-31
Publication date: 1982-01-29

Description

Vynález se týká přístrojů pro měření osvětlení a nerovnoměrnosti osvětlení na ploše zejména ve filmové, televizní a fotografické technice.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to apparatus for measuring illumination and surface irregularities, particularly in film, television and photographic technology.

Při seřizování filmových kopírovacích strojů je třeba nastavit optický prosvětlovací systém tak, aby prosvětlovaná plocha byla rovnoměrně osvětlena. Obdobný případ se vyskytne při výrobě filmových a televizních standardů, kdy snímaný zkušební obrazec je třeba rovnoměrně prosvětlit.When adjusting film copiers, the optical illumination system should be adjusted so that the illuminated surface is evenly illuminated. A similar case occurs in the production of film and television standards where the scanned test pattern needs to be evenly illuminated.

V uvedených případech se nerovnoměrnost osvětlení plochy stanovuje přímo fotometričky, nebo se celá hodnocená plocha zobrazí, zpravidla kontaktně na fotografický materiál a ten se laboratorním zpracování vyhodnocuje. Z naměřených hodnot hustot se stanoví nerovnoměrnost osvětlení na hodnocené ploše. Fotografická měřeni jsou sice zdlouhavá, ale dostatečně přesná a spolehlivá. Fotografický dokument je výhodný i pro orientační vizuální kontrolu. Neekonomičnost a zdlouhavost fotografické metody podmínila konstrukci fotometrických přístro jú.In the mentioned cases, the unevenness of the illumination of the surface is determined directly by photometers, or the whole evaluated surface is displayed, usually by contact on the photographic material, which is evaluated by laboratory processing. The unevenness of the illumination on the evaluated area is determined from the measured density values. Photographic measurements are lengthy, but sufficiently accurate and reliable. The photographic document is also useful for orientation visual inspection. The uneconomics and lengthy nature of the photographic method made the construction of photometric devices conditional.

Dosavadní fotometrické přístroje pro měření rozložení světla vykazují určité nedostatky. Např. již samotné fotoreceptory jsou do jisté míry závislé na sklonu dopadajících světelných paprsků na fotocitlivou plochu. Tato směrová závislost je podmíněna nejen strukturou fotocitlivé plochy, ale i. zapouzdřením aktivní plochy receptoru. Krycí vrstva a obal, např. u polovodičových fotonek bývají příčinou měřicích chyb zejména při měření šikmo dopadajících světelných svazků.Existing photometric instruments for measuring light distribution have some drawbacks. E.g. the photoreceptors themselves are to some extent dependent on the inclination of the incident light beams on the photosensitive surface. This directional dependence is determined not only by the photosensitive surface structure, but also by the encapsulation of the active receptor surface. The cover layer and the cover, for example in semiconductor photocells, cause measurement errors, especially when measuring oblique light beams.

Přímé použití fotoreceptoru pro měření nerovnoměrnosti osvětlené plochy není vhodné nejen z důvodů uvedených nedostatků, ale též pro určitou rozměrnost receptářů při proměřo210825 vání malých ploch, Omezi-li se za úěelem proměřování malých plošek světelný svazek dopadající na fotoreceptor např. clonkou, klesne jeho citlivost, popřípadě dojde k přetížení světlocitlivé plochy. Proto jsou luxmetry pro měřeni směrované světelné energie opatřeny optickým systémem převážně složeným ze světlovodů a barevných, popřípadě absorpčních filtrů.The direct use of the photoreceptor to measure the irregularity of the illuminated surface is not suitable not only because of the aforementioned drawbacks, but also for a certain dimension of the recipe when measuring small areas. If the light beam impinging on the photoreceptor, for example or the photosensitive area is overloaded. Therefore, the luxmeters for the measurement of directed light energy are provided with an optical system mainly composed of light guides and colored or absorption filters.

Takové konstrukční řešení umožňuje rovnoměrné rozdělení světelné energie na světlocitlivou plochu a použití fotoreceptoru s větší aktivní plochou. Tyto konstrukční úpravy bývají příčinou zvýšené směrové citlivosti měřicího systému. Některé měřicí optické systémy byly za účelem sníženi směrové závislosti vybaveny světlovody s různými matnicemi. Touto úpravou se částečně dosáhlo požadovaného účinku ovšem na úkor značných ztrát záření v měřicím systému. V jiné úpravě luxmetru procházely světelné svazky vláknovým světlovodem nebo světlovodem s rovnoběžnými stěnami, což vedlo k většímu úbytku energie paprsků více odkloněných od optické osy.Such a design allows for an even distribution of the light energy over the photosensitive area and the use of a photoreceptor with a larger active area. These design modifications cause increased directional sensitivity of the measuring system. Some optical measuring systems were equipped with light guides with different focusing screens to reduce directional dependence. This treatment partially achieved the desired effect, however, at the expense of significant radiation losses in the measuring system. In another modification of the luxmeter, the light beams passed through a fiber-optic or parallel-wall fiber-optic, which led to a greater energy loss of the beams more deflected from the optical axis.

Uvedené nedostatky fotometríckýoh měřicích přístrojů se odstraní novým uspořádáním vhodně zvolených optických prvků.These drawbacks of photometric measuring instruments are overcome by a new arrangement of appropriately selected optical elements.

Úkolem vynálezu je zajistit průchod různě skloněných světelných paprsků luxmetrem se stejnými světelnými ztrátami.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide for the passage of differently inclined light beams through a luxmeter with the same light loss.

Podle vynálezu je uvedený úkol vyřešen tím, že světelné paprsky dopadající na vstupní plochu luxmetru procházejí vstupním světlovodem s opticky leštěnými stěnami, přičemž hrany výstupního obvodu vstupního světlovodů jsou břitově ostré a průřez plného vstupního světlovodu plynule vzrůstá ve smyslu k břitově ostrým hranám.According to the invention, the object is solved by the light beams striking the entrance surface of the lux meter passing through the optically polished entrance light guide, wherein the edges of the output light guide periphery are cutting edge sharp and the cross section of the full input light pipe is continuously increasing in relation to the sharp edges.

Zařazený další plný světlovod mezi černobílé a barevné modulátory světla a fotoreceptor světla je řešen tak, že vstupní plocha tohoto dalšího světlovodů navazuje na výstupní plochu vstupního světlovodů s rozměrovým přesahem dostačujícím pro zachycení i nejvíce odkloněných světelných paprsků a světlocitlivá plocha fotoreceptoru navazuje na výstupní plochu uvedeného dalšího světlovodů také s rozměrovým přesahem dostatečným pro zachycení i nejvíce odkloněných světelných paprsků, přičemž obvodové hrany výstupní plochy dalšího světlovodů jsou břitově ostré. Vstupní plochy světlovodů jsou zdrsněny.Included additional full light guide between black and white and color light modulators and photoreceptor of light is designed so that the input surface of this additional light guide is connected to the output surface of the input light guide with dimensional overlap sufficient to capture even the most deflected light rays. The light guides also have a dimensional interference sufficient to accommodate even the most deflected light beams, the peripheral edges of the exit surface of the other light guide being sharp-edged. The fiber optic input surfaces are roughened.

Vynález je založen na nově zjištěném poznatku, že při vytvoření břitově ostrých hran na výstupních obvodech světlovodů se dosáhne vyššího stupně vyrovnání koeficientu absorpce při průchodu světelných paprsků světlovody, než bylo dosud možno dosáhnout u podobných světlovodů, jejichž hrany byly opatřeny fazetami. Vytvoření světlovodů v úpravě podle vynálezu je také vázáno na všeobecný rozvoj moderní technologie, která umožňuje průmyslovou výrobu břitově ostrých hran na světlovodech.The present invention is based on the newly discovered discovery that cutting edge edges at the light guide's output circuits achieve a higher degree of absorption coefficient alignment with the light beams of the light guide than has previously been possible with similar light guidees whose edges have been veneered. The formation of light guides in the treatment according to the invention is also tied to the general development of modern technology that enables the industrial production of sharp edges on light guides.

Na připojeném obr. 1 je schematické znázornění optické soustavy luxmetru a na obr. 2 je znázorněna optická soustava fotometrické sondy pro měření nerovnoměrnosti rozložení světla.1 is a schematic representation of the optical meter of the lux meter, and FIG. 2 shows the optical assembly of a photometric probe for measuring light distribution unevenness. FIG.

Na obr. 1 je řešení luxmetru se světlovodem 2 a světlovodem g, mezi něž je vložen kotouč se šedými a absorpčními filtry 10 a kotouč s barevnými filtry 11 pro pásmové měření intenzity zářeni. Světelný paprsek, např. 12, se na vstupní ploše světlovodů 2 lomí. Odrazem na šikmé ploše pláště £ světlovodů 2 se paprsek 12 nasměruje do směru optické osy luxmetru, čímž se zkrátí jeho optická dráha a zmenší se světelné ztráty. Ostré hrany v okolí výstupních ploch světlovodů 2, 8 zajisti, že paprsky si uchovají přibližně směr optické osy.Fig. 1 shows a solution of a light meter with a light guide 2 and a light guide g between which a disc with gray and absorption filters 10 and a disc with color filters 11 are inserted for band measurement of the intensity of radiation. A light beam, eg 12, is refracted at the entrance surface of the light guides 2. By reflecting on the inclined surface of the light guide sheath 2, the beam 12 is directed in the direction of the optical axis of the lux meter, thereby shortening its optical path and reducing light loss. The sharp edges around the exit surfaces of the light guides 2, 8 ensure that the beams maintain approximately the direction of the optical axis.

Na obr. 2 je světlo vedeno přes světlovod 2 opřený o světlopropustnou desku 2 na fotoreceptor J_. Světelný paprsek, např. 12, se lomí na vstupní ploše světlovodů 2 ^a dopadá na Šikmou stěnu tohoto světlovodů.In Fig. 2, the light is guided through the light guide 2 supported on the light-transmitting plate 2 on the photoreceptor 1. A light beam, e.g., 12, refracts at the entrance surface of the light guides 2 ^and impinges on the inclined wall of the light guides.

Po jednom nebo více odrazech na stěnách světlovodů 2 se paprsek 12 napřímí do směru optické osy fotometrického přístroje, takže i velmi odkloněné paprsky mají přibližné stejnou optickou dráhu a tím i stejné světelné ztráty. Poměrně velká ztráta energie záření je u velmi šikmých světelných paprsků na vstupu světlovodu 2; tato ztráta není na závadu, protože obdobná ztráta vznikne při dopadu světelných paprsků na fotografický materiál. Protože fotometrické přístroje podle předmětu vynálezu měří světelnou energii obdobným způsobem, jako ji percipuje fotografický materiál a v určitém rozmezí nezávisle na sklonu světelných paprsků, lze očekávat, že tyto přístroje nahradí zdlouhavé fotometrické kontroly při seřizování kinematografických zařízení.After one or more reflections on the walls of the light guides 2, the beam 12 is aligned in the direction of the optical axis of the photometric device, so that even the very diverted beams have approximately the same optical path and thus the same light loss. A relatively large loss of radiation energy is present at the incoming light guide 2 at very oblique light beams; this loss is not a defect, as a similar loss occurs when light rays hit the photographic material. Since the photometric apparatuses of the present invention measure light energy in a manner similar to that perceived by photographic material and to some extent independent of the inclination of the light rays, these apparatuses can be expected to replace the lengthy photometric checks when adjusting cinematographic equipment.

Zdrsnění vstupní plochy vstupního světlovodu 2 umožní přechod světelných paprsků s větším odklonem do světlovodu s menšími ztrátami. Nepříznivý rozptylující účinek zdrsněného povrchu je kompenzován na odrazných stěnách pláště světlovodu 2. vytvářejících postupně se zvětšující průřez ve směru k břitově ostrým hraném J.Roughening of the input surface of the input light guide 2 will allow light beams with greater deflection to pass into the light guide with less losses. The unfavorable scattering effect of the roughened surface is compensated for by the reflective walls of the light guide sheath 2 forming a gradually increasing cross section in the direction of the cutting edge J.

Optický systém podle předmětu vynálezu je možno použít i v jiných fotometrických přístrojích, např. v jasoměrech, denzitometřech a mikrodenzitometrech. Pokud je třeba pro vedení světelné energie použít kabelu z vláknové optiky, umístí se vstupní světlovod před vstupní průřez kabelu z vláknové optiky. Za výstupní průřez kabelu z vláknové optiky se umístí fotoreceptor, např. fotonásobič, popřípadě s dalším předřazeným světlovodem podle předmětu vynálezu.The optical system of the present invention may also be used in other photometric devices, such as in jasometers, densitometers and microdensitometers. If a fiber optic cable is to be used to guide the light energy, the input light guide is placed in front of the fiber optic cable entry cross section. A photoreceptor, for example a photomultiplier, is optionally placed downstream of the fiber optic cable outlet cross-section, optionally with another upstream light guide according to the present invention.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Luxmeter for measuring the uniformity and magnitude of illumination on a surface, in particular in film, television and photographic technology, consisting of a photoreceptor, absorption and color filters, provided with at least an optical fiber optic-polished light guide, characterized in that the edges (3) of the output circuit of the incoming light guide (2) are sharp-edged, wherein the cross-section of the full light guide (2) continuously increases in relation to the sharp edges (3).

2. The micrometer according to f, provided with a further light guide before the light rays enter the photoreceptor, characterized in that the entrance surface (6) of this further light guide (8) adjoins the exit surface (5) of the input light guide (2) with dimensional interference sufficient for capturing even the most deflected light rays and the light-sensitive surface of the photoreceptor (1) adjoins the output surface (7) of said further light guide (8) also with a dimensional interference sufficient to accommodate even the most deflected light rays. 7) the other light guide (8) are sharp-edged.

Luxmeter according to Claims 1 and / or 2, characterized in that at least the entrance surface of the input light guide (2) is roughened.