DE1057353B - Vorrichtung zur Herstellung und Festlegung lichtstarker Spektren und Spektralverteilungen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Herstellung und Festlegung lichtstarker Spektren und Spektralverteilungen Für verschiedene Zwecke, z. B. für Ausblendung von Strahlenverteilungen für Farbmeßgeräte, werden Spektren benötigt, die einen konstanten und gut reproduzierbaren Intensitätsverlauf und eine große Gleichmäßigkeit über ihre Ausdehnung sowohl in vertikaler als auch horizontaler Richtung aufweisen. Die gebräuchlichen Verfahren verwenden Spektralapparate, bei denen die Eintrittsspalte durch eine Lichtquelle möglichst gleichmäßig ausgeleuchtet werden. Durch ein Prisma oder ein Gitter wird dann das Spaltbild in der Abbildungsebene entsprechend auseinandergezogen. Als Nachteil hat sich herausgestellt, daß die auf diese Weise erhaltenen Spektren hinsichtlich ihrer Gleichmäßigkeit und der Reproduzierbarkeit für sehr genaue Messungen nicht ausreichen, da die Spaltbeleuchtung nicht genügend konstant und gleichmäßig gemacht werden kann und die Ausleuchtung der Eintrittsoptik nie genügend homogen wird.
• In der vorliegenden Erfindung wird nun eine optische Anordnung beschrieben, die diese Mängel nicht aufweist.
• Ein wesentlicher Punkt liegt in der Einführung einer Wolfram-Fadenlampe an Stelle des Spaltes. Die Fadenlampe strahlt über ihre gesamte Länge, sofern man von den Drahtenden absieht, genügend gleichmäßig, so daß ihr Spektrum in der Abbildungsebene des Spektralapparates in beiden Dimensionen eine ausreichende Homogenität aufweist. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, Spektren mit einer Fadenlampe an Stelle des Eintrittsspaltes zu erzeugen. Für Meßzwecke haben sich diese Vorschläge aber nicht realisieren lassen, da es nicht möglich war, eine direkte Justierung des Spektrums in bezug auf ein feststehendes Koordinatensystem in der Abbildungsebene durchzuführen. Um eine solche Justierung in einfacher Weise zu ermöglichen, wird in der vorliegenden Erfindung weiterhin vorgesehen, außerhalb der von der Fadenlampe definierten Objektehene eine Lichtquelle anzuordnen, die ein Linienspektrum aussendet, z. B. eine Natriumlampe oder eine Quecksilberdampflampe od. dgl., wobei der Faden als Schatten in deren verbreiterten Linien auftritt, so daß eine genaue Justierung und Scharfeinstellung des Fadens in der Abbildungsebene des Spektrographen möglich ist. In der Abbildungsebene erhält man monochromatische »Lichtbänder«, deren Breite durch die Lage und Ausmaße der Spektrallampe und die Aperturblenden im Eintrittsstrahlengang gegeben ist. Der Fadenschatten kann jetzt bei der Justierung und Scharfeinstellung genau so behandelt werden wie der Spektrometerspalt in den üblichen Anordnungen. Es ist nicht nur möglich, den Faden in bezug auf die Abbildungsebene völlig scharf einzustellen, sondern man kann ihn auch mit genügender Genauigkeit senkrecht justieren. Man kann weiterhin auch das Fadenbild auf eine genau vorgegebene Stelle in der Abbildungsebene des Spektralapparates einjustieren.
• Die auf diese Weise erreichten Verbesserungen beruhen im wesentlichen auf dem Wegfall einer zusätzlichen Kondensoroptik, mit der normalerweise das Bild der Lichtquelle in die Spaltebene gebracht wird.
• Hiermit entfallen auch die gesamten Justierungen, die bei der Abbildung der Lichtquelle in den Eintrittsspalt bislang für die Herstellung gleichmäßiger und reproduzierbarer Spektren nach den seither bekannten Verfahren sehr große Schwierigkeiten bereitet haben.
• Im übrigen ist es wichtig, zwischen Eintrittsoptik und dem Faden die üblichen Blenden einzubringen, die verhindern, daß unerwünschtes Streulicht in den Spektrographen eintritt. Des weiteren tritt zuweilen ein sekundäres Fadenbild in der Gegend der Fadenebene dann auf, wenn der Faden sich in der Mitte eines röhrenförmigen Lampenkolbens befindet. Hier kann man durch entsprechende Drehung der Fadenlampe eine oder mehrere Stellungen ausfindig machen, wo das an den Wänden gespiegelte Fadenbild möglichst gut mit dem Faden selbst übereinstimmt. Man kann aber auch durch exzentrische Anordnung des Fadens in der Fadenlampe dafür sorgen, daß das gespiegelte Fadenbild so weit außerhalb der Mitte fällt, daß es durch die Eintrittsblenden weggefangen wird.
• Schließlich ist es auch möglich, den normalerweise zylindrischen Glaskolben der Fadenlampe auf der dem Spektrographen abgekehrten Seite mit einer planen oder konkav gekrümmten Oberfläche auszubilden, so daß die Intensivität des reflektierten Bildes auf vernachlässigbar geringe Beträge herabgesetzt wird.
• Ein Beispiel für die Ausgestaltung der Erfindung gibt Abb. 1. Hier bezeichnen a und b die Kollimator-und die Abbildungsoptik des Spektrographen, der von der Lampe c über das Prisma d ein Spektrum in der Abbildungsebene e erzeugt. Die Eintrittsblenden f und g sorgen für Ausschaltung von Streulicht. Des weiteren ist eine Linien erzeugende langgestreckte Lichtquelle h vorgesehen. die, von der Kollimatoroptik aus gesehen, hinter der Fadenlampe angeordnet ist.
• Bei Einschaltung dieser Lichtquelle findet man in der Abbildungsebene die bereits erwähnten entsprechenden Lichtbänder mit den Schatten, die von der Fadenlampe herrühren.
• I)ie vorliegende Einrichtung eignet sich besonders für die Herstellung von Spektralverteilungen für direkte Farbmessungen nach dem Verfahren der trichromatischen IBK-Koordinaten. Hierbei werden Lichtverteilungen nachgebildet, die den drei IBK-Augenreizkurven entsprechen. Die Nachstellung der Lichtverteilungen erfolgt durch Schablonen, die an der Stelle e der Abb. 1 eingefügt werden. Für die Messung wird dann das hindurchgegangene Licht durch eine hintergeschaltete Abbildungsoptik i auf eine kleine Fläche nt zusammengezogen, in der dann die zu untersuchenden Färbungen angebracht sind. Das rückgestrahlte Licht wird dann von einer davor aufgestellten Photozelle k aufgefangen und in üblicher Weise zur Anzeige gebracht. Die Herstellung der richtigen Spektralverteilungen wird dabei in bekannter Weise auf Grund der gemessenen spektralen Empfindlichkeit des Apparates mittels angepaßter Schablonen (Abb. 2) durchgeführt. Des weiteren wird insbesondere für farbmetrische Zwecke in geringem Umfang eine Nachstellbarkeit der Spektralverteilung gefordert, die bei Alterung oder Nachlassen der I,ichtstärke evtl. auftretende Unterschiede in der Emission oder Photozellenempfindlichkeit ausgleichen soll. Die spektrale Empfindlichkeitsverteilung kann nach der vorliegenden Erfindung jederzeit ohne weiteres nachgeprüft werden, wenn man in der Abbildungsebene durch Blenden Teile des Spektrums abschaltet und feststellt, wie groß der prozentuale Anteil der zugehörigen Photoströme wird. Durch änderung der Lampenspan- nung läßt sich die Spektralverteilung der Lichtquelle in begrenztem Umfange kontinuierlich variieren, so daß man in der Lage ist, etwaige kleine Veränderungen auszugleichen.
• PTENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung zur Herstellung und Festlegung lichtstarker Spektren und Spektralverteilungen, z. B. für farbmetrische Zwecke, gekennzeichnet durch Verwendung einer Fadenlampe an Stelle des Eintrittsspaltes eines Spektrographen, kombiniert mit einer außerhalb der von der Fadenlampe definierten Objektebene angeordneten, linienaussendenden Lichtquelle, wobei der Faden als Schatten in deren verbreiterten Linien auftritt, so daß eine genaue Justierung und Scharfeinstellung des Fadens in der Ahbildungsebene des Spektrographen möglich ist.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung des gespiegelten Fadenbildes entweder der Faden exzentrisch zum Lampenkolhen angeordnet ist oder der Lampenkolben auf der Rückseite plan gedrückt, nach innen eingezogen oder in anderer Weise deformiert ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß zur Justierung und Nachprüfung der spektralen Intensitätsverteilung in der Abbildungsebene Blenden eingeschaltet sind, mit denen ein Teil des Spektrums abgedeckt ist, wobei das Verhältnis der Intensität des teilweise abgedeckten zu der des nicht abgedeckten Spektrums ein Maß für die richtige Justierung der Apparatur bildet und Nachstellungen durch Variieren der Lampenspamiung vorgenommen werden können.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für farbmetrische Zwecke die Abdeckung des Spektrums an der IBK - Rotschablone in der Trennstelle zwischen langwelligem und kurzwelligem Durchlässigkeitsbereich erfolgt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 690 493.