DE112016002826T5

DE112016002826T5 - Messgerät und Verfahren zum Herstellen des Messgeräts

Info

Publication number: DE112016002826T5
Application number: DE112016002826.1T
Authority: DE
Inventors: Katsutoshi Tsurutani; Masato Kashihara; Yutaka Kadowaki; Toshio Maruchi; Kohei Aso
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2018-03-08
Also published as: WO2016208462A1; JP6794986B2; JPWO2016208462A1

Abstract

Die Abweichung von einer spektralen Empfindlichkeitsfunktion der relativen spektralen Empfindlichkeit eines Messgeräts soll verkleinert werden, ohne die Herstellungskosten des Messgeräts zu erhöhen. Bei Leuchtdichtemesser wird ein gemessenes Strahlenbündel durch ein Faserbündel geteilt. Die so erlangten einzelnen Strahlenbündel werden durch ein Farbfilter geleitet. Eine relative spektrale Empfindlichkeit, die anhand der einzelnen Farbfilter erzielt wird, wird an eine relative spektrale Standardhellempfindlichkeit angenähert. Die Strahlenbündel, die durch einzelnen Farbfilter getreten sind, werden von Lichtaufnahmesensoren aufgenommen. Die einzelnen Lichtaufnahmesensoren geben ein elektrisches Signal aus, das den aufgenommenen Strahlenbündeln entspricht. Ein Ableitungsmechanismus leitet einen Helligkeitswert, der der Spektralverteilung der gemessenen Strahlenbündel entspricht, aus mehreren erlangten elektrischen Signalen ab.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messgerät und ein Verfahren zum Herstellen des Messgeräts.
Allgemeiner Stand der Technik
Leuchtdichtemesser verwenden Farbfilter, um eine relative spektrale Empfindlichkeit, die ein Verhältnis zwischen der Spektralverteilung und dem Helligkeitswert gemessener Strahlenbündel zeigt, an eine relative spektrale Standardhellempfindlichkeit anzunähern. Luxmeter verwenden Farbfilter, um eine relative spektrale Empfindlichkeit, die ein Verhältnis zwischen der Spektralverteilung und der Beleuchtungsstärke gemessener Strahlenbündel zeigt, an die relative spektrale Standardhellempfindlichkeit anzunähern. Kolorimeter verwenden Farbfilter, um eine relative spektrale Empfindlichkeit, die ein Verhältnis zwischen der Spektralverteilung und dem Einzelstimuluswert gemessener Strahlenbündel zeigt, an die relative spektrale Standardhellempfindlichkeit anzunähern. Im Allgemeinen verwenden Messgeräte wie Leuchtdichtemesser, Luxmeter, Kolorimeter und dergleichen Farbfilter, um die relative spektrale Empfindlichkeit, die das Verhältnis zwischen der Spektralverteilung und einem Messwert gemessener Strahlenbündel zeigt, an die relative spektrale Standardhellempfindlichkeit anzunähern. Der Farbleuchtdichtemesser aus der Patentdokument 1 ist ein Beispiel hierfür.
Der spektrale Durchlässigkeitsfaktor eines im Messgerät verwendeten Farbfilters wirkt sich auf die relative spektrale Empfindlichkeit des Messgeräts aus. Wenn die Abweichung von einer spektralen Empfindlichkeitsfunktion der relativen spektralen Empfindlichkeit des Messgeräts verkleinert werden soll, so wird versucht, Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des im Messgerät verwendeten Farbfilters zu verringern. Wenn aber versucht wird, die Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Farbfilters zu verringern, steigen die Herstellungskosten des Farbfilters und damit die Herstellungskosten des Messgeräts an. Abweichung wird auch als Differenz oder dergleichen bezeichnet.
Patentschriften des Stands der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanische Patentschrift Nr. 5565458

Kurzdarstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, dieses Problem zu lösen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abweichung von der spektralen Empfindlichkeitsfunktion der spektralen Empfindlichkeit eines Messgeräts zu verkleinern, ohne die Herstellungskosten des Messgeräts zu erhöhen.
Mittel zum Lösen der Aufgabe
Bei einem Messgerät wird ein gemessenes Strahlenbündel durch ein Faserbündel geteilt. Die durch die Teilung erlangten einzelnen Strahlenbündel werden durch ein Farbfilter geleitet. Eine relative spektrale Empfindlichkeit, die anhand der einzelnen Farbfilter erzielt wird, wird an eine relative spektrale Standardhellempfindlichkeit angenähert. Die Strahlenbündel, die durch einzelnen Farbfilter getreten sind, werden von Lichtaufnahmesensoren aufgenommen. Die einzelnen Lichtaufnahmesensoren geben ein elektrisches Signal aus, das den aufgenommenen Strahlenbündeln entspricht. Ein Ableitungsmechanismus leitet einen Messwert, der der Spektralverteilung der gemessenen Strahlenbündel entspricht, aus mehreren erlangten elektrischen Signalen ab.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 ist eine schematische Ansicht eines Leuchtdichtemessers gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist ein Kurvendiagramm der relativen spektralen Empfindlichkeit.
3 ist ein Kurvendiagramm der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit und der relativen spektralen Empfindlichkeit.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtdichtemessers darstellt.
5 ist ein Histogramm, das die Verteilung eines Wellenlängenfehlers darstellt.
6 ist ein Histogramm, das die Verteilung des Wellenlängenfehlers darstellt.
7 ist ein Kurvendiagramm der relativen spektralen Empfindlichkeit.
8 ist ein Kurvendiagramm der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit und der relativen spektralen Empfindlichkeit.
9 ist eine schematische Ansicht eines Leuchtdichtemessers gemäß einer zweiten Ausführungsform.
10 ist eine schematische Ansicht eines Leuchtdichtemessers gemäß einer dritten Ausführungsform.
11 ist eine schematische Ansicht eines Leuchtdichtemessers gemäß einer vierten Ausführungsform.
12 ist eine schematische Ansicht eines Farbleuchtdichtemessers gemäß einer fünften Ausführungsform.
13 ist eine schematische Ansicht eines Luxmeters gemäß einer sechsten Ausführungsform.
14 ist eine schematische Ansicht eines Kolorimeters gemäß einer siebten Ausführungsform.
15 ist eine schematische Ansicht, die einen Teil des Kolorimeters der siebten Ausführungsform darstellt.
16 ist eine schematische Ansicht des Kolorimeters der siebten Ausführungsform.
17 ist ein Kurvendiagramm der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit und der relativen spektralen Empfindlichkeit.
18 ist ein Kurvendiagramm der relativen spektralen Empfindlichkeit.
19 ist ein Kurvendiagramm der relativen spektralen Empfindlichkeit.
20 ist ein Kurvendiagramm der relativen spektralen Empfindlichkeit.
Ausführungsformen der Erfindung
1 Einleitung
1.1 Ursache für die Schwankung der relativen spektralen Empfindlichkeit eines Leuchtdichtemessers
Der spektrale Durchlässigkeitsfaktor eines in einem Leuchtdichtemesser verwendeten Farbfilters wirkt sich auf die relative spektrale Empfindlichkeit des Leuchtdichtemessers aus. Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Farbfilters sind daher die Ursache für Schwankungen der relativen spektralen Empfindlichkeit des Leuchtdichtemessers. Zum besseren Verständnis der Schwankungen der relativen spektralen Empfindlichkeit eines Leuchtdichtemessers wird im Folgenden die Ursache für die Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors von Farbfiltern beschrieben.
Farbfilter sind in Absorptionsfilter und Interferenzfilter unterteilt. Die Ursache für Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors eines Interferenzfarbfilters unterscheidet sich von der Ursache für Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors eines Absorptionsfarbfilters. Die Ursache für Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors bei einem Absorptionsfarbfilter und bei einem Interferenzfarbfilter wird daher im Folgenden beschrieben.
1.2 Ursache für Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors bei einem Absorptionsfarbfilter
Wenn es sich bei dem Farbfilter um ein Absorptionsfarbfilter handelt, sind mehrere Farbfilter mit jeweils unterschiedlichem spektrale Durchlässigkeitsfaktor übereinander gelegt, wodurch ein Körper aus übereinander gelegten Farbfiltern erlangt wird, der einen benötigten spektralen Durchlässigkeitsfaktor aufweist. Allerdings liegen Schwankungen im spektralen Durchlässigkeitsfaktor der Farbfilter vor. Daher liegen auch Schwankungen im spektralen Durchlässigkeitsfaktor des Körpers aus übereinander gelegten Farbfiltern vor.
Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors eines Farbfilters gehen vor allem auf Materialschwankungen zurück.
Wenn es sich bei dem Farbfilter um eine Glasplatte handelt, werden mehrere Glasmaterialien miteinander vermischt, das Gemisch wird in einem Schmelzofen geschmolzen und die Schmelze gehärtet. Es existieren sowohl große kontinuierliche Schmelzöfen als auch Chargenschmelzöfen mit 96 L, 16 L oder dergleichen. In den gehärteten Zusammensetzungen liegen jedoch sowohl innerhalb einer Charge als auch zwischen Chargen Schwankungen vor. Dies ist die Ursache für die Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Farbfilters.
Wenn es sich bei einem Absorptionsfarbfilter um eine Acetatfolie handelt, wird eine Basis mit einem Farbstoff gefärbt. In der Färbung, der Konzentration usw. des Farbstoffs liegen jedoch sowohl innerhalb einer Charge als auch zwischen Chargen Schwankungen vor. Dies ist die Ursache für die Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Farbfilters.
1.3 Ursache für Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors bei einem Interferenzfarbfilter
Wenn es sich bei dem Farbfilter um ein Interferenzfarbfilter handelt, werden auf einem Glassubstrat mehrere Schichten gebildet, um ein Farbfilter mit einem benötigten spektralen Durchlässigkeitsfaktor zu erlangen.
Wenn es sich bei dem Farbfilter um ein Interferenzfarbfilter handelt, gehen die Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Farbfilters vor allem auf Schwankungen der Schichtdicke der einzelnen Schichten zurück.
Wenn es sich bei dem Farbfilter um ein Interferenzfarbfilter handelt, werden die mehreren Schichten in einer Beschichtungsvorrichtung auf dem Glassubstrat gebildet. Bei den Schichten kann es sich um dielektrische Schichten oder um Oxidationsschichten handeln. Bei der Beschichtungsvorrichtung kann es sich um eine Vakuumaufdampfvorrichtung oder um eine Kathodenzerstäubungsvorrichtung handeln. Die Schichtdicke der einzelnen Schichten wird jedoch von der Position des Glassubstrats in der Beschichtungsvorrichtung beeinflusst, ebenso wie von einer Beschichtungsrate, die das Verhältnis zwischen Beschichtungsdauer und Schichtdicke darstellt. Die Schichtdicke der einzelnen Schichten schwankt daher sowohl innerhalb einer Charge als auch zwischen Chargen. Dies ist die Ursache für die Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Farbfilters.
1.4 Besonderheiten der Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors bei einem Interferenzfarbfilter
Die Veränderung der Schichtdicke der einzelnen Schichten führt zu einer komplexen Veränderung des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Farbfilters und lässt den spektralen Durchlässigkeitsfaktor des Farbfilters vor allem in Wellenlängenrichtung abweichen. Schwankungen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Farbfilters sind daher hauptsächlich Schwankung der Wellen des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Farbfilters.
1.5 Besonderheiten der Schwankungen der Wellenlänge des spektralen Durchlässigkeitsfaktors bei einem Interferenzfarbfilter
Die Größe der Schwankungen der Wellenlänge des spektralen Durchlässigkeitsfaktors bei einem Farbfilter verändert sich mit der Leistung, der Größe usw. der Beschichtungsvorrichtung. Bei Anwendung eines üblichen Herstellungsverfahrens für das Farbfilter beträgt die Schwankung der Wellenlänge des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Farbfilters allerdings innerhalb einer Charge etwa ±2 nm und zwischen Chargen etwa ±1 nm und damit insgesamt etwa ±3 nm.
1.6 Vorteile von Interferenzfarbfiltern
Interferenzfarbfilter weisen unter anderem die Vorteile auf, dass mit ihnen im Vergleich zu einem Absorptionsfarbfilter die Abweichung von einer spektralen Empfindlichkeitsfunktion der relativen spektralen Empfindlichkeit eines Messgeräts verkleinert werden kann und die zeitliche Veränderung des spektralen Durchlässigkeitsfaktors gering ist. Abweichung wird auch als Differenz oder dergleichen bezeichnet.
1.7 Normen für die Abweichung von der spektralen Empfindlichkeitsfunktion der relativen spektralen Empfindlichkeit
Die deutsche Industrienorm DIN 5032-7 für Leuchtdichtemesser definiert eine Abweichung f₁' der relativen spektralen Empfindlichkeit S(λ) eines Leuchtdichtemessers von der vom internationalen Ausschuss angewandten relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) gemäß Gleichung (1). [Gleichung 1]
In Gleichung (1) stellen λ₁ und λ₂ jeweils die Untergrenze und die Obergrenze des sichtbaren Wellenlängenbereichs dar.
Die deutsche Industrienorm DIN 5032-7 legt Klassen von Leuchtdichtemessern je nach der Abweichung f₁' der relativen spektralen Empfindlichkeit S(λ) des Leuchtdichtemessers von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) von unter 2 %, unter 3 % und unter 6 % als Klasse L, Klasse A bzw. Klasse B fest.
Da für Leuchtdichtemesser die Klasse hinsichtlich der Abweichung f₁' der relativen spektralen Empfindlichkeit S(λ) des Leuchtdichtemessers von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) festgelegt ist, wird bei der Herstellung von Leuchtdichtemessern die Qualität der Leuchtdichtemesser durch Festlegen der Abweichung f₁' der relativen spektralen Empfindlichkeit S(λ) der Leuchtdichtemesser von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) verwaltet.
Die japanische Industrienorm JIS C-1609-1 für Luxmeter definiert die Abweichung f₁' der relativen spektralen Empfindlichkeit S(λ) von Luxmetern von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) ebenso und teilt die Klassen der Luxmeter bei einer Abweichung f₁' der spektralen Empfindlichkeit S(λ) der Luxmeter von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) von unter 3 %, unter 6 % und unter 9 % in Präzisionsklasse, Klasse A bzw. Klasse B ein.
1.8 Beispiele für die Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit bei Leuchtdichtemessern
Es wird versucht, bei der Herstellung des Leuchtdichtemessers die Abweichung f₁' der relativen spektralen Empfindlichkeit S(λ) des Leuchtdichtemessers von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) zu verringern. Allerdings liegen Schwankungen im spektralen Durchlässigkeitsfaktor der Farbfilter vor. Daher liegen auch in der spektralen Empfindlichkeit S(λ) des Leuchtdichtemessers Schwankungen vor, wodurch sich wiederum Schwankungen in der Abweichung f₁' der relativen spektralen Empfindlichkeit S(λ) des Leuchtdichtemessers von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) ergeben.
Auch wird die durch das beste Farbfilter erzielte relative spektrale Empfindlichkeit an die relative spektrale Standardhellempfindlichkeit V(λ) angenähert, doch ist es schwierig, die durch das beste Farbfilter erzielte relative spektrale Empfindlichkeit vollständig mit der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) in Übereinstimmung zu bringen. Auch der beste Farbfilter erzielt somit keine relative spektrale Empfindlichkeit, die vollständig mit der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) übereinstimmt, weshalb auch die Abweichung f₁' der durch das beste Farbfilter erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit nicht null beträgt.
Dies soll nun anhand von konkreten Beispielen beschrieben werden.
Das Kurvendiagramm aus 17 zeigt die relative spektrale Standardhellempfindlichkeit und die durch das beste Farbfilter erzielte relative spektrale Empfindlichkeit.
Wie in 17 gezeigt, ist die durch das beste Farbfilter erzielte relative spektrale Empfindlichkeit an die relative spektrale Standardhellempfindlichkeit V(λ) angenähert. Doch stimmt die durch das beste Farbfilter erzielte relative spektrale Empfindlichkeit nicht vollständig mit der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) überein. Die Abweichung f₁' der durch das beste Farbfilter erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) ist daher nicht 0 %, sondern beträgt 1,6 %.
Das Kurvendiagramm aus 18 zeigt die durch das beste Farbfilter erzielte relative spektrale Empfindlichkeit und die durch einen Farbfilter mit einem Wellenlängenfehler Δλ von –0,2 nm erzielte relative spektrale Empfindlichkeit. Das Kurvendiagramm aus 19 zeigt die durch das beste Farbfilter erzielte relative spektrale Empfindlichkeit und die durch einen Farbfilter mit einem Wellenlängenfehler Δλ von –1,0 nm erzielte relative spektrale Empfindlichkeit. Das Kurvendiagramm aus 20 zeigt die durch das beste Farbfilter erzielte relative spektrale Empfindlichkeit und die durch einen Farbfilter mit einem Wellenlängenfehler Δλ von –2,1 nm erzielte relative spektrale Empfindlichkeit.
Der Wellenlängenfehler Δλ eines Farbfilters ist die Differenz bei Abzug der zentralen Wellenlänge der durch das beste Farbfilter erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit von der zentralen Wellenlänge der durch das Farbfilter erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit.
Die Abweichung f₁' der von einem Farbfilter mit einem Wellenlängenfehler Δλ von –0,2 nm erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) beträgt 2,0 %. Wenn der Absolutwert des Wellenlängenfehlers Δλ des Farbfilters unter 0,2 nm liegt, beträgt die Abweichung f₁' der relativen spektralen Empfindlichkeit von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) somit weniger als 2,0 %, wodurch sich ein Leuchtdichtemesser der Klasse L ergibt.
Die Abweichung f₁' der von einem Farbfilter mit einem Wellenlängenfehler Δλ von –1,0 nm erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) beträgt 3,0 %. Wenn der Absolutwert des Wellenlängenfehlers Δλ des Farbfilters unter 1,0 nm liegt, beträgt die Abweichung f₁' der relativen spektralen Empfindlichkeit von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) somit weniger als 3,0 %, wodurch sich ein Leuchtdichtemesser der Klasse A ergibt.
Die Abweichung f₁' der von einem Farbfilter mit einem Wellenlängenfehler Δλ von –2,1 nm erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) beträgt 6,4 %. Wenn der Absolutwert des Wellenlängenfehlers Δλ des Farbfilters bei 2,1 nm oder darüber liegt, beträgt die Abweichung f₁' der relativen spektralen Empfindlichkeit von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) somit 6,4 % oder mehr, wodurch sich noch nicht einmal ein Leuchtdichtemesser der Klasse B ergibt.
1.9 Herstellung eines in einem Leuchtdichtemesser verwendeten Farbfilters
Bei Anwendung eines üblichen Herstellungsverfahrens beträgt die Größe der Schwankung der Wellenlänge des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Interferenzfarbfilters etwa ±3 nm. Die Größe der Schwankung der Wellenlänge des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Farbfilters entspricht ungefähr der Größe der Schwankung der Wellenlänge der relativen spektralen Empfindlichkeit des Farbfilters, weshalb für den Fall, dass die Größe der Schwankung der Wellenlänge des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Interferenzfarbfilter etwa ±3 nm beträgt, die Größe der Schwankung der Wellenlänge der durch das Farbfilter erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit etwa ±3 nm beträgt. Wenn aber die Größe der Schwankung der Wellenlänge der durch das Farbfilter erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit etwa ±3 nm beträgt, erreicht der Leuchtdichtemesser noch nicht einmal die Klasse B.
Daher ist es wünschenswert, den Wellenlängenfehler Δλ zu verringern. Somit ist es denkbar, ein Herstellungsverfahren für Farbfilter anzuwenden, mit dem die Schwankung des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Farbfilters verringert wird. So ist es etwa denkbar, beispielsweise beim Bilden der Schichten auf dem Glassubstrat in der Beschichtungsvorrichtung das Glassubstrat nur in einem Bereich anzuordnen, in dem die positionsbedingte Veränderung der Schichtdicke gering ist. Allerdings erhöht eine solche Anordnung die Herstellungskosten des Farbfilters. Es ist auch denkbar, ein übliches Herstellungsverfahren für Farbfilter anzuwenden, den spektralen Durchlässigkeitsfaktor der jeweiligen Farbfilter zu messen und die Farbfilter so auszuwählen, dass der Wellenlängenfehler Δλ möglichst klein wird. Wenn ein Leuchtdichtemesser die Klasse L aufweisen soll, ist es beispielsweise denkbar, Farbfilter auszuwählen, bei denen der Absolutwert des Wellenlängenfehlers Δλ unter 0,2 nm liegt. Allerdings erhöht auch eine solche Auswahl die Herstellungskosten des Farbfilters. Werden beispielsweise Farbfilter ausgewählt, bei denen der Absolutwert des Wellenlängenfehlers Δλ unter 0,2 nm liegt, so beträgt die Rate derjenigen Filter mit guter Qualität etwa 20 %, was die Herstellungskosten des Farbfilters stark ansteigen lässt.
2 Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform betrifft einen Leuchtdichtemesser. Ein Leuchtdichtemesser ist ein Messgerät zum Messen der Leuchtdichte einer Lichtquelle.
2.1 Hardware des Leuchtdichtemessers
Die schematische Ansicht aus 1 zeigt einen Leuchtdichtemesser einer ersten Ausführungsform.
Wie in 1 gezeigt, weist ein Leuchtdichtemesser 1000 ein Objektiv 1010, eine Leuchtfeldblende 1011, ein Faserbündel 1012, eine Farbfiltergruppe 1013, eine Lichtaufnahmesensorgruppe 1014, einen Ableitungsmechanismus 1015, einen Spiegel 1016 und ein Suchersystem 1017 auf. Die Farbfiltergruppe 1013 weist ein erstes Farbfilter 1030 und ein zweites Farbfilter 1031 auf. Die Lichtaufnahmesensorgruppe 1014 weist einen ersten Lichtaufnahmesensor 1040 und einen zweiten Lichtaufnahmesensor 1041 auf. Der Ableitungsmechanismus 1015 weist einen Verstärkungsmechanismus 1050, einen Umwandlungsmechanismus 1051 und einen Rechenmechanismus 1052 auf. Der Verstärkungsmechanismus 1050 weist eine erste Verstärkerschaltung 1060 und eine zweite Verstärkerschaltung 1061 auf. Der Umwandlungsmechanismus 1051 weist eine erste Wandlerschaltung 1070 und eine zweite Wandlerschaltung 1071 auf.
Ein gemessenes Strahlenbündel 1080 wird durch das Objektiv 1010 gebündelt. Die Optik, die von dem Objektiv 1010 gebildet wird, kann durch eine beliebige Art von Optik ersetzt werden.
Ein Strahlenbündel 1100 am Umfangsabschnitt des Strahlenbündels 1080 wird durch die Leuchtfeldblende 1011 beschränkt.
Das beschränkte Strahlenbündel 1100 fällt in das Einstrahlungsende 1110 des Faserbündels 1012. Das eingestrahlte Strahlenbündel 1100 wird durch das Faserbündel 1012 geteilt. Ein durch das Aufteilen erlangtes erstes Strahlenbündel 1120 und zweites Strahlenbündel 1121 werden jeweils von einem ersten Abstrahlungsende 1130 und einem zweiten Abstrahlungsende 1131 des Faserbündels 1012 abgestrahlt. Der Teilungsmechanismus, der durch das Faserbündel 1012 gebildet wird, kann durch eine beliebige Art von Teilungsmechanismus ersetzt werden.
Das abgestrahlte erste Strahlenbündel 1120 und zweite Strahlenbündel 1121 treten jeweils durch das erste Farbfilter 1030 und das zweite Farbfilter 1031. Das hindurchgetretene erste Strahlenbündel 1120 und zweite Strahlenbündel 1121 werden jeweils an dem ersten Lichtaufnahmesensor 1040 und dem zweiten Lichtaufnahmesensor 1041 aufgenommen. Der erste Lichtaufnahmesensor 1040 und der zweite Lichtaufnahmesensor 1041 geben jeweils entsprechend dem aufgenommenen ersten Strahlenbündel 1120 und zweiten Strahlenbündel 1121 ein erstes elektrisches Signal und ein zweites elektrisches Signal aus.
Der Ableitungsmechanismus 1015 leitet aus dem ersten elektrischen Signal und dem zweiten elektrischen Signal einen Helligkeitswert LV ab, der der Spektralverteilung des gemessenen Strahlenbündels 1080 entspricht. Das erste elektrische Signal und das zweite elektrische Signal werden jeweils von der ersten Verstärkerschaltung 1060 und der zweiten Verstärkerschaltung 1061 verstärkt. Eine Verstärkung beim Verstärken des ersten elektrischen Signals und des zweiten elektrischen Signals durch die erste Verstärkerschaltung 1060 und die zweite Verstärkerschaltung 1061 ist jeweils eine erste Verstärkung G1 und eine zweite Verstärkung G2. Wenn die Stärke des ausgegebenen ersten elektrischen Signals und zweiten elektrischen Signals die richtige ist, können die erste Verstärkerschaltung 1060 und die zweite Verstärkerschaltung 1061 auch wegfallen. Das verstärkte erste elektrische Signal und zweite elektrische Signal werden jeweils durch die erste Wandlerschaltung 1070 und die zweite Wandlerschaltung 1071 einer Analog-Digital-Wandlung in einen ersten Signalwert S1 und zweiten Signalwert S2 unterzogen. Bei dem Rechenmechanismus 1052 handelt es sich um einen Mikrocomputer oder dergleichen, der den Helligkeitswert LV aus dem ersten Signalwert S1 und dem zweiten Signalwert S2 berechnet. Der Rechenmechanismus 1052 speichert einen ersten Koeffizienten C1 und einen zweiten Koeffizienten C2 und berechnet anhand der Summe aus S0 = S1 × C1 + S2 × C2 den Helligkeitswert LV.
Die durch das erste Farbfilter 1030 erzielte relative spektrale Empfindlichkeit S1(λ) und die durch das zweite Farbfilter 1031 erzielte relative spektrale Empfindlichkeit S2(λ) werden jeweils an die relative spektrale Standardhellempfindlichkeit V(λ) angenähert. Die relative spektrale Empfindlichkeit S1(λ) zeigt die Beziehung zwischen der Spektralverteilung des Strahlenbündels 1080 und dem ersten Signalwert S1. Die relative spektrale Empfindlichkeit S2(λ) zeigt die Beziehung zwischen der Spektralverteilung des Strahlenbündels 1080 und dem zweiten Signalwert S2. Daher unterliegen die relative spektrale Empfindlichkeit S1(λ) und die relative spektrale Empfindlichkeit S2(λ) jeweils hauptsächlich der Auswirkung des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des ersten Farbfilters 1030 und des zweiten Farbfilters 1031, unterliegen jedoch auch der Auswirkung des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Objektivs 1010 und des spektralen Durchlässigkeitsfaktors des Faserbündels 1012, und unterliegen zudem der Auswirkung der Spektralempfindlichkeit des Lichtaufnahmesensors 1040 und des Lichtaufnahmesensors 1041.
Die Teilungszahl des Faserbündels 1012 kann auch erhöht werden. Wenn die Teilungszahl des Faserbündels 1012 erhöht wird, kann entsprechend der Teilungszahl des Faserbündels 1012 die jeweilige Anzahl der Strahlenbündel, Abstrahlungsenden, Farbfilter, Lichtaufnahmesensoren, Verstärkerschaltungen, Wandlerschaltungen, elektrischen Signale und Signalwerte erhöht werden.
Ein Strahlenbündel 1101 im mittleren Abschnitt des Strahlenbündels 1080 wird durch den Spiegel 1016 reflektiert. Das reflektierte Strahlenbündel 1101 wird zum Suchersystem 1017 geleitet. Das Suchersystem 1017 erzeugt anhand des geleiteten Strahlenbündel 1101 ein Sucherbild. Der Spiegel 1016 und das Suchersystem 1017 können auch wegfallen.
2.2 Unterdrückung der Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Leuchtdichtemessers von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit
Im Folgenden gilt die Differenz bei Abzug der zentralen Wellenlänge der eine Referenz bildenden, durch das beste Farbfilter erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit von der zentralen Wellenlänge der durch das Farbfilter erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit als Wellenlängenfehler Δλ des Farbfilters.
Der Wellenlängenfehler Δλ des Farbfilters ist ein Index für die Wellenlängenabweichung der durch das Farbfilter erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit von der durch das beste Farbfilter erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit. Es können auch andere Indizes als der Wellenlängenfehler Δλ des Farbfilters verwendet werden. Die zentrale Wellenlänge kann auch auf eine andere Art von charakteristischer Wellenlänge abgeändert werden. Beispielsweise kann die zentrale Wellenlänge auf die Spitzenwellenlänge, die radiale Wellenlänge oder dergleichen abgeändert werden. Ferner kann auch eine andere relative spektrale Empfindlichkeit als die relative spektrale Empfindlichkeit des besten Farbfilters als Referenz dienen. Beispielsweise kann eine relative spektrale Empfindlichkeit als Referenz dienen, die mit der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit übereinstimmt.
Das erste Farbfilter 1030 und das zweite Farbfilter 1031 sind jeweils Interferenzfarbfilter. Daher wird die Abweichung der durch das erste Farbfilter 1030 und das zweite Farbfilter 1031 erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit von der durch das beste Farbfilter erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit als Wellenlängenfehler ausgedrückt. Auch wenn das erste Farbfilter 1030 und das zweite Farbfilter 1031 keine Interferenzfilter sind, kann die Abweichung der durch das erste Farbfilter 1030 und das zweite Farbfilter 1031 erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit von der durch das beste Farbfilter erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit als Wellenlängenfehler ausgedrückt werden. Auch wenn das erste Farbfilter 1030 und das zweite Farbfilter 1031 keine Interferenzfilter sind, kann somit die Technik zum Unterdrücken der Abweichung f₁' der am Leuchtdichtemesser 1000 verwendeten relativen spektralen Empfindlichkeit S0(λ) von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) angewandt werden.
Der Wellenlängenfehler Δλ1 des ersten Farbfilters 1030 ist negativ, und der Wellenlängenfehler Δλ2 des zweiten Farbfilters 1031 ist positiv. Die Auswirkung ΔS1(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ1 des ersten Farbfilters 1030 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 1000 und die Auswirkung ΔS2(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ2 des zweiten Farbfilters 1031 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 1000 können einander somit aufheben.
In der ersten Ausführungsform werden der erste Koeffizienten C1, der mit dem ersten Signalwert S1 multipliziert wird, und der zweite Koeffizienten C2, der mit dem zweiten Signalwert S2 multipliziert wird, unterschiedlich festgelegt, derart, dass die Auswirkung ΔS1(λ) und Auswirkung ΔS2(λ) einander aufheben. Koeffizienten Ci, die mit einem Signalwert Si multipliziert werden, werden daher zwischen den Signalwerten S1 und S2 unterschiedlich festgelegt, derart, dass die Auswirkung ΔS1(λ) und die Auswirkung ΔS2(λ), die ein Satz Auswirkungen ΔSi(λ) der Wellenlängenfehler Δλi der i-ten Farbfilter für die zwei Farbfilter 1030 und 1031 sind, einander aufheben.
Da der erste Koeffizient C1 und der zweite Koeffizient C2 jeweils die Größe des Beitrags zum Helligkeitswert LV des ersten elektrischen Signals und des zweiten elektrischen Signals darstellen, führt der Rechenmechanismus 1052 in der ersten Ausführungsform durch unterschiedliches Festlegen des ersten Koeffizienten C1 und des zweiten Koeffizienten C2 eine Gewichtung durch, derart, dass zwischen den zwei elektrischen Signalen die Größe des Beitrags zum Helligkeitswert LV eines i-ten elektrischen Signals unterschiedlich ist. Wenn der Rechenmechanismus 1052 eine Gewichtung durchführt, sind der erste Koeffizienten C1 und der zweite Koeffizienten C2 ein jeweiliger Gewichtungskoeffizient, und die Summe S0 ist die Gewichtungssumme für den ersten Signalwert S1 und den zweiten Signalwert S2.
In der ersten Ausführungsform ist die Durchführung einer Gewichtung durch den Verstärkungsmechanismus 1050 nicht erforderlich, weshalb die erste Verstärkung G1 und die zweite Verstärkung G2 gleich sind.
Um in der ersten Ausführungsform eine gegenseitige Aufhebung der Auswirkung ΔS1(λ) und der Auswirkung ΔS2(λ) zu erreichen, wird dafür gesorgt, dass ein Produkt C1 × Δλ1 der Multiplikation des ersten Koeffizienten C1s mit dem Wellenlängenfehler Δλ1 des ersten Farbfilters 1030 und ein Produkt C2 × Δλ2 der Multiplikation des zweiten Koeffizienten C2 mit dem Wellenlängenfehler Δλ2 des zweiten Farbfilters 1031 einander aufheben. Das heißt, es wird dafür gesorgt, dass das Produkt C1 × Δλ1 und das Produkt C2 × Δλ2 einander aufheben, die für die zwei Farbfilter 1030 und 1031 ein Satz Produkte Ci × Δλi der Multiplikation der Wellenlängenfehlern Δλi der i-ten Farbfilter mit den Gewichtungskoeffizienten Ci sind, die mit den Signalwerten Si multipliziert werden, die durch Umwandlung der vom Lichtaufnahmesensor ausgegebenen elektrischen Signale erlangt werden, der die durch die i-ten Farbfilter getretenen Strahlenbündel aufnimmt.
Vorzugsweise heben das Produkt C1 × Δλ1 und das Produkt C2 × Δλ2 einander vollständig auf. Wenn sich das Produkt C1 × Δλ1 und das Produkt C2 × Δλ2 gegenseitig vollständig aufheben, ist die Summe C1 × Δλ1 + C2 × Δλ2 des Produkts C1 × Δλ1 und des Produkts C2 × Δλ2 null. Heben das Produkt C1 × Δλ1 und das Produkt C2 × Δλ2 einander dagegen nicht vollständig auf, so wird die Wirkung einer Verringerung der Abweichung f₁' erlangt.
Gemäß der ersten Ausführungsform heben die Auswirkung ΔS1(λ) und die Auswirkung ΔS2(λ) einander auf, und die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) nähert sich der durch das beste Farbfilter erzielten relativen spektralen Empfindlichkeit an. Durch Verwendung des ersten Farbfilters 1030 und des zweiten Farbfilters 1031, die jeweils nur eine relative spektrale Empfindlichkeit S1(λ) und S2(λ) erreichen, bei der die Abweichung f₁' nicht die Norm erfüllt, kann auf diese Weise ein Leuchtdichtemesser 1000 erzielt mit einer spektralen Empfindlichkeit S0(λ) erzielt werden, bei der die Abweichung f₁' die Norm erfüllt. Somit kann die Abweichung f₁' verringert werden, ohne dass die Herstellungskosten des Leuchtdichtemessers 1000 ansteigen.
2.3 Beispiel für die Unterdrückung der Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Leuchtdichtemessers von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit
Das Kurvendiagramm aus 2 zeigt die durch ein Farbfilter mit einem Wellenlängenfehler Δλ von –2,1 nm erzielte relative spektrale Empfindlichkeit und die durch ein Farbfilter mit einem Wellenlängenfehler Δλ von +1,7 nm erzielte relative spektrale Empfindlichkeit. Das Kurvendiagramm aus 3 zeigt die relative spektrale Standardhellempfindlichkeit und die relative spektrale Empfindlichkeit des Leuchtdichtemessers.
Wenn der Wellenlängenfehler Δλ1 des ersten Farbfilters 1030 beträgt –2,1 nm und die durch das erste Farbfilter 1030 erzielte spektrale Empfindlichkeit S1(λ) die in 2 gezeigte relative spektrale Empfindlichkeit S1(λ) ist und der Wellenlängenfehler Δλ2 des zweiten Farbfilters 1031 +1,7 nm beträgt und die durch das zweite Farbfilter 1031 erzielte relative spektrale Empfindlichkeit S2(λ) die in 2 gezeigte spektrale Empfindlichkeit S2(λ) ist, so wird beispielsweise der erste Koeffizienten C1 auf 0,8 und der zweite Koeffizienten C2 auf 1,0 festgelegt. Auf diese Weise wird das Produkt C1 × Δλ1 –1,7 und das Produkt C2 × Δλ2 1,7, womit das Produkt C1 × Δλ1 und das Produkt C2 × Δλ2 einander aufheben. In diesem Fall ist die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 1000 die in 3 gezeigte relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ), und die Abweichung f₁' der relativen spektralen Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 1000 von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) beträgt 1,4 %, wodurch sich ein Leuchtdichtemesser 1000 der Klasse L ergibt. Das heißt, durch Verwendung des ersten Farbfilters 1030 und des zweiten Farbfilters 1031, die nicht die Klasse L erreichen können, kann ein Leuchtdichtemesser 1000 hergestellt werden, der die Klasse L erreicht.
2.4 Verfahren zum Herstellen des Leuchtdichtemessers
Das Ablaufdiagramm aus 4 zeigt ein Verfahren zum Herstellen des Leuchtdichtemessers.
Beim Herstellen des Leuchtdichtemessers 1000 werden, wie in 4 gezeigt, in Schritt 1140 Farbfilter vorbereitet, die Kandidaten für das erste Farbfilter 1030 und das zweite Farbfilter 1031 sind.
Als Nächstes wird in Schritt 1141 der Wellenlängenfehler der vorbereiteten Farbfilter gemessen. Der Wellenlängenfehler der vorbereiteten Farbfilter wird gemessen, indem der spektrale Durchlässigkeitsfaktor der Farbfilter mithilfe eines Spektrophotometers gemessen wird. Die zentrale Wellenlänge liegt in einem Bereich von 380–780 nm. Anstelle des spektralen Durchlässigkeitsfaktors kann auch der spektrale Reflexionsgrad gemessen werden. Der Wellenlängenbereich von 380–780 nm kann auch durch einen anderen Wellenlängenbereich ersetzt werden. Das Histogramm aus 5 zeigt die Verteilung des Wellenlängenfehlers.
Als Nächstes werden in Schritt 1142 ein Farbfilter mit einem für das erste Farbfilter 1030 geeigneten Wellenlängenfehler und ein Farbfilter mit einem für das zweite Farbfilter 1031 geeigneten Wellenlängenfehler aus den vorbereiteten Farbfiltern ausgewählt.
In der ersten Ausführungsform werden die vorbereiteten Farbfilter bei der Auswahl der zwei Farbfilter in Gruppen A1 und A2 eingeteilt.
Für die Gruppe A1 und A2 sind jeweils ein Bereich mit negativem Wellenlängenfehler und ein Bereich mit positivem Wellenlängenfehler definiert. Die für Gruppe A1 und A2 definierten Wellenlängenfehlerbereiche gehören jeweils der im Histogramm aus 5 aufgeführten Klassengruppe 1165 und Klassengruppe 1166 an.
Durch die Einteilung gehören die Farbfilter jeweils einer Gruppe an, für die ein Wellenlängenfehlerbereich definiert ist, der die Wellenlängenfehler der vorbereiteten Farbfilter umfasst.
Die als das erste Farbfilter 1030 und das zweite Farbfilter 1031 verwendete Farbfilter werden jeweils aus den Farbfiltern der Gruppen A1 und A2 ausgewählt.
Als Nächstes werden in Schritt 1143 zwei ausgewählte Farbfilter als das erste Farbfilter 1030 und das zweite Farbfilter 1031 verwendet, und der Leuchtdichtemesser 1000 wird zusammengebaut.
2.5 Abbildungsposition und Durchmesser des Faserbündels
Das Objektiv 1010 bildet das gemessene Strahlenbündel 1080 an einer Abbildungsposition 1150 ab. Eine an der Leuchtfeldblende 1011 gebildete Apertur 1160 ist an der Abbildungsposition 1150 angeordnet. Das Einstrahlungsende 1110 ist entfernt von der Apertur 1160 angeordnet. Dadurch ist das Einstrahlungsende 1110 entfernt von der Abbildungsposition 1150 angeordnet, wodurch das Strahlenbündel 1100 in unfokussiertem Zustand in das Einstrahlungsende 1110 fällt. Wenn das Strahlenbündel 1100 in unfokussiertem Zustand in das Einstrahlungsende 1110 fällt, muss der Durchmesser des Einstrahlungsendes 1110 im Vergleich zu dem Fall, dass das das Strahlenbündel 1100 in fokussiertem Zustand in das Einstrahlungsende 1110 fällt, vergrößert werden.
Das Faserbündel 1012 weist eine Verzweigung auf und weist das erste Abstrahlungsende 1130 und das zweite Abstrahlungsende 1131 auf. Der Durchmesser des ersten Abstrahlungsendes 1130 und des zweiten Abstrahlungsendes 1131 ist jeweils kleiner als der Durchmesser des Einstrahlungsendes 1110. Auch wenn also der Durchmesser des Einstrahlungsendes 1110 groß ist, können das vom ersten Abstrahlungsende 1130 und zweiten Abstrahlungsende 1131 abgestrahlte erste Strahlenbündel 1120 und zweite Strahlenbündel 1121 insgesamt jeweils durch das erste Farbfilter 1030 und das zweite Farbfilter 1031 treten, woraufhin das durch das erste Farbfilter 1030 und das zweite Farbfilter 1031 getretene Strahlenbündel insgesamt jeweils vom ersten Lichtaufnahmesensor 1040 und zweiten Lichtaufnahmesensor 1041 aufgenommen werden kann.
3 Erstes Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform
In einem ersten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform werden die erste Verstärkung G1 und die zweite Verstärkung G2 unterschiedlich festgelegt, derart dass die Auswirkung ΔS1(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ1 des ersten Farbfilters 1030 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 1000 und die Auswirkung ΔS2(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ2 des zweiten Farbfilters 1031 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 1000 einander aufheben. Verstärkungen Gi werden also zwischen den zwei elektrischen Signalen (dem ersten elektrische Signal und zweiten elektrische Signal) unterschiedlich festgelegt, derart, dass die Auswirkung ΔS1(λ) und die Auswirkung ΔS2(λ) für die zwei Farbfilter, die ein Satz Auswirkungen ASi von Wellenlängenfehlern Δλi i-ter Farbfilter auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 1000 sind, einander aufheben.
Da die erste Verstärkung G1 und die zweite Verstärkung G2 jeweils die Größe des Beitrags zum Helligkeitswert LV des ersten elektrischen Signals und des zweiten elektrischen Signals darstellen, führt der Verstärkungsmechanismus 1050 im ersten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform durch unterschiedliches Festlegen der ersten Verstärkung G1 und der zweiten Verstärkung G2 eine Gewichtung durch, derart, dass die Größe des Beitrags von einem elektrischen Signal zum Helligkeitswert LV zwischen den zwei elektrischen Signalen (erstes elektrisches Signal und zweites elektrisches Signal) unterschiedlich ist.
Im ersten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform ist keine Gewichtung durch den Rechenmechanismus 1052 erforderlich, weshalb der erste Koeffizient C1 und der zweite Koeffizient C2 gleich sind.
Um im ersten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform eine gegenseitige Aufhebung der Auswirkung ΔS1(λ) und der Auswirkung ΔS2(λ) zu erreichen, wird dafür gesorgt, dass ein Produkt G1 × Δλ1 der Multiplikation der ersten Verstärkung G1 mit dem Wellenlängenfehler Δλ1 des ersten Farbfilters 1030 und ein Produkt G2 × Δλ2 der Multiplikation der zweiten Verstärkung G2 mit dem Wellenlängenfehler Δλ2 des zweiten Farbfilters 1031 einander aufheben. Es wird also dafür gesorgt, dass ein Produkt G1 × Δλ1 und ein Produkt G2 × Δλ2 einander aufheben, die, wenn elektrische Signale, die der Lichtaufnahmesensor ausgibt, der durch i-te Farbfilter getretene Strahlenbündel aufgenommen hat, verstärkt werden, ein Satz Produkte Gi × Δλi der Multiplikation von Verstärkungen Gi mit Wellenlängenfehlern Δλi für die Farbfilter 1030 und 1031 sind.
Die erste Verstärkung G1 und die zweite Verstärkung G2 werden jeweils durch eine Schaltungskonstante von Elementen, die einen Verstärker 1 und einen Verstärker 2 bilden, eingestellt. Bei den Elementen, die zum Einstellen der Schaltungskonstante verwendet werden, handelt es sich in der Regel um Widerstände.
Gemäß dem ersten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform kann ebenso wie bei der ersten Ausführungsform die Abweichung f₁' verringert werden, ohne dass die Herstellungskosten des Leuchtdichtemessers 1000 ansteigen.
4 Zweites Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform
4.1 Unterdrückung der Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Leuchtdichtemessers von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit
Im zweiten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform heben der Wellenlängenfehler Δλ1 des ersten Farbfilters 1030 und der Wellenlängenfehler Δλ2 des zweiten Farbfilters 1031 einander auf. Das heißt, der Wellenlängenfehler Δλ1 und der Wellenlängenfehler Δλ2, die ein Satz Wellenlängenfehler Δλi i-ter Farbfilter für die zwei Farbfilter 1030 und 1031 sind, heben einander auf.
Im zweiten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform ist keine Gewichtung durch den Rechenmechanismus 1052 oder den Verstärkungsmechanismus 1050 erforderlich, weshalb der erste Koeffizient C1 und der zweite Koeffizient C2 gleich sind, und die erste Verstärkung G1 und die zweite Verstärkung G2 gleich sind.
Das Histogramm aus 6 zeigt die Verteilung des Wellenlängenfehlers.
Im zweiten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform werden ein Farbfilter mit einem für das erste Farbfilter 1030 geeigneten Wellenlängenfehler und ein Farbfilter mit einem für das zweite Farbfilter 1031 geeigneten Wellenlängenfehler aus den vorbereiteten Farbfiltern ausgewählt. Dadurch werden aus den vorbereiteten Farbfiltern Farbfilter mit Wellenlängenfehlern ausgewählt, die für die Farbfilter 1030 und 1031 des Leuchtdichtemessers 1000 geeignet sind.

Im zweiten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform werden die vorbereiteten Farbfilter bei der Auswahl der Farbfilter in die in Tabelle 1 gezeigten Gruppen A1, A2, B1, B2, C1 und C2 eingeteilt. [Tabelle 1]

Gruppe	Wellenlängenfehlerbereich	Repräsentativer Wellenlängenfeh	Kombination a	Kombination b	Kombination c
C1	–3,0 bis –1,5 nm	–2,00			1
B1	–1,5 bis –0,5 nm	–1,00		1
A1	–5 bis 0 nm	–0,25	1
A2	0 bis +0,5 nm	0,25	1
B2	+0,5 bis +1,5 nm	1,00		1
C2	+1,5 bis +3,0 nm	2,00			1
	Einfache Summe des repräsentativen Wellenlängenfehlers		0	0	0

Für die Gruppen A1, A2, B1, B2, C1 und C2 sind jeweils ein Wellenlängenfehlerbereich und ein repräsentativer Wellenlängenfehler definiert, wie in Tabelle 1 aufgeführt. Die für die Gruppen A1, A2, B1, B2, C1 und C2 definierten Wellenlängenfehlerbereiche gehören jeweils den im Histogramm aus 6 aufgeführten Klassengruppen 1170, 1171, 1172, 1173, 1174 und 1175 an.
Der für die Gruppen A1, A2, B1, B2, C1 und C2 definierte Wellenlängenfehler aus Tabelle 1 liegt jeweils in dem für die Gruppen A1, A2, B1, B2, C1 und C2 definierten Wellenlängenfehlerbereich, und liegt vorzugsweise in der Mitte des für die Gruppen A1, A2, B1, B2, C1 und C2 definierten Wellenlängenfehlerbereichs. Der für die Gruppen A2, B2 und C2 definierte Wellenlängenfehlerbereich ist jeweils der für die Gruppen A1, B1 und C1 definierte Wellenlängenfehlerbereich mit umgekehrtem Vorzeichen. Der für die Gruppen A2, B2 und C2 definierte repräsentative Wellenlängenfehler ist jeweils der für die Gruppen A1, B1 und C1 definierte repräsentative Wellenlängenfehler mit umgekehrtem Vorzeichen. Die Anzahl der Gruppen kann auch größer oder kleiner sein. Der für die Gruppen A1, A2, B1, B2, C1 und C2 definierte Wellenlängenfehlerbereich und repräsentative Wellenlängenfehler kann auch geändert werden.
Durch die Einteilung gehören die Farbfilter jeweils einer Gruppe an, für die ein Wellenlängenfehlerbereich definiert ist, der die Wellenlängenfehler der vorbereiteten Farbfilter umfasst.
Die als das erste Farbfilter 1030 und das zweite Farbfilter 1031 verwendete Farbfilter werden jeweils aus den Farbfiltern, die der ersten Gruppe angehören, und den Farbfiltern, die der zweiten Gruppe angehören, ausgewählt. Die erste Gruppe und die zweite Gruppe werden derart ausgewählt, dass der für die erste Gruppe definierte repräsentative Wellenlängenfehler und der für die zweite Gruppe definierte repräsentative Wellenlängenfehler einander aufheben. Beispielsweise können die für das erste Farbfilter 1030 und das zweite Farbfilter 1031 benutzten Farbfilter jeweils aus Farbfiltern, die der Gruppe A1 und A2 in Kombination a von Tabelle 1 angehören, aus Farbfiltern, die der Gruppe B1 und B2 in Kombination b von Tabelle 1 angehören, oder aus Farbfiltern ausgewählt werden, die der Gruppe C1 und C2 in Kombination c von Tabelle 1 angehören. Wenn der für die erste Gruppe definierte repräsentative Wellenlängenfehler und der für die zweite Gruppe definierte repräsentative Wellenlängenfehler einander vollständig aufheben, ist die einfache Summe des für die erste Gruppe definierten repräsentativen Wellenlängenfehlers und des für die zweite Gruppe definierten repräsentativen Wellenlängenfehlers null.
Gemäß dieser Auswahl heben der Wellenlängenfehler Δλ1 des ersten Farbfilters 1030 und der Wellenlängenfehler Δλ2 des zweiten Farbfilters 1031 einander auf. Das heißt, der Wellenlängenfehler Δλ1 und der Wellenlängenfehler Δλ2, die ein Satz Wellenlängenfehler Δλi i-ter Farbfilter für die zwei Farbfilter 1030 und 1031 sind, heben einander auf.
4.2 Beispiel für die Unterdrückung der Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit bei Leuchtdichtemessern
Das Kurvendiagramm aus 7 zeigt die durch ein Farbfilter mit einem Wellenlängenfehler Δλ von –1,2 nm erzielte relative spektrale Empfindlichkeit und die durch ein Farbfilter mit einem Wellenlängenfehler Δλ von +0,5 nm erzielte relative spektrale Empfindlichkeit. Das Kurvendiagramm aus 8 zeigt die relative spektrale Standardhellempfindlichkeit und die relative spektrale Empfindlichkeit des Leuchtdichtemessers.
Wenn der Wellenlängenfehler Δλ1 des ersten Farbfilters 1030 –1,2 nm beträgt, die durch das erste Farbfilter 1030 erzielte relative spektrale Empfindlichkeit S1(λ) die in 7 gezeigte relative spektrale Empfindlichkeit S1(λ) ist, der Wellenlängenfehler Δλ2 des zweiten Farbfilters 1031 +0,5 nm beträgt und die durch das zweite Farbfilter 1031 relative erzielte spektrale Empfindlichkeit S2(λ) die in 7 gezeigte relative spektrale Empfindlichkeit S2(λ) ist, so werden die Farbfilter, die als das erste Farbfilter 1030 und das zweite Farbfilter 1031 verwendet werden, jeweils aus den Farbfiltern der Gruppen B1 und B2 ausgewählt, wobei der für Gruppe B1 definierte repräsentative Wellenlängenfehler und der für Gruppe B2 definierte repräsentative Wellenlängenfehler einander aufheben. In diesem Fall ist die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 1000 die in 8 gezeigte relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ), und die Abweichung f₁' der spektralen Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 1000 von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit V(λ) beträgt 2,0 %, wodurch sich ein Leuchtdichtemesser 1000 der Klasse L ergibt. Das heißt, durch Verwendung des ersten Farbfilters 1030 und des zweiten Farbfilters 1031, die nicht die Klasse L erreichen können, kann ein Leuchtdichtemesser 1000 hergestellt werden, der die Klasse L erreicht.
Gemäß dem zweiten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform kann ebenso wie bei der ersten Ausführungsform die Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Leuchtdichtemessers 1000 von der spektralen Standardhellempfindlichkeit verringert werden, ohne die Herstellungskosten des Leuchtdichtemessers 1000 zu erhöhen.
5 Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform betrifft einen Leuchtdichtemesser.
5.1 Hardware des Leuchtdichtemessers
Die schematische Ansicht aus 9 zeigt einen Leuchtdichtemesser der zweiten Ausführungsform.
Wie in 1 gezeigt, weist ein Leuchtdichtemesser 2000 ein Objektiv 2010, eine Leuchtfeldblende 2011, ein Faserbündel 2012, eine Farbfiltergruppe 2013, eine Lichtaufnahmesensorgruppe 2014, einen Ableitungsmechanismus 2015, einen Spiegel 2016 und ein Suchersystem 2017 auf. Die Farbfiltergruppe 2013 weist ein erstes Farbfilter 2030 und ein zweites Farbfilter 2031 auf. Die Lichtaufnahmesensorgruppe 2014 weist einen ersten Lichtaufnahmesensor 2040 und einen zweiten Lichtaufnahmesensor 2041 auf. Der Ableitungsmechanismus 2015 weist eine Vereinigungsschaltung, einen Verstärkungsmechanismus 2051, einen Umwandlungsmechanismus 2052 und einen Rechenmechanismus 2053 auf. Der Verstärkungsmechanismus 2051 weist eine Verstärkerschaltung 2060 auf. Der Umwandlungsmechanismus 2052 weist eine Wandlerschaltung 2070 auf.
Das Objektiv 2010, die Leuchtfeldblende 2011, das Faserbündel 2012, die Lichtaufnahmesensorgruppe 2014, der Spiegel 2016 und das Suchersystem 2017 entsprechen jeweils dem Objektiv 1010, der Leuchtfeldblende 1011, dem Faserbündel 1012, der Lichtaufnahmesensorgruppe 1014, dem Spiegel 1016 und dem Suchersystem 1017 der ersten Ausführungsform.
Ein erstes elektrisches Signal und ein zweites elektrisches Signal, die von der Lichtaufnahmesensorgruppe 2014 ausgegeben werden, werden durch die Vereinigungsschaltung 2050 vereint. Das vereinte elektrische Signal wird durch die Verstärkerschaltung 2060 verstärkt. Das verstärkte elektrische Signal wird durch die Wandlerschaltung 2070 einer Analog-Digitalwandlung in einen Signalwert S unterzogen. Bei dem Rechenmechanismus 2053 handelt es sich um einen Mikrocomputer oder dergleichen, der aus dem Signalwert S einen Helligkeitswert LV berechnet.
Die Vereinigungsschaltung 2050 ist eine Schaltung, die den ersten Lichtaufnahmesensor 2040 und den zweiten Lichtaufnahmesensor 2041 parallel schaltet. Die Energie des vereinten elektrischen Signals ist die Summe der Energie des ersten elektrischen Signals und der Energie des zweiten elektrischen Signals. Es kommt auch vor, dass die Vereinigungsschaltung 2050 eine Schaltung ist, die den ersten Lichtaufnahmesensor 2040 und den zweite Lichtaufnahmesensor 2041 in Reihe schaltet.
5.2 Unterdrückung der Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Leuchtdichtemessers von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit
In der zweiten Ausführungsform heben der Wellenlängenfehler Δλ1 des ersten Farbfilters 2030 und der Wellenlängenfehler Δλ2 des zweiten Farbfilters 2031 einander auf. Die Auswirkung ΔS1(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ1 des ersten Farbfilters 2030 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 2000 und die Auswirkung ΔS2(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ2 des zweiten Farbfilters 2031 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 2000 können einander somit bereits auf der Stufe des ersten elektrischen Signals und des zweiten elektrischen Signals aufheben. Daher heben die Auswirkung ΔS1(λ) und die Auswirkung ΔS2(λ) einander auf der Stufe des Helligkeitswerts LV auf.
Gemäß der zweiten Ausführungsform kann ebenso wie bei der ersten Ausführungsform die Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Leuchtdichtemessers 2000 von der spektralen Standardhellempfindlichkeit verringert werden, ohne die Herstellungskosten des Leuchtdichtemessers 2000 zu erhöhen. Außerdem wird gemäß der zweiten Ausführungsform die Anzahl der Verstärkerschaltungen und der Wandlerschaltungen reduziert, was die Herstellungskosten des Leuchtdichtemessers 2000 senkt.
6 Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform betrifft einen Leuchtdichtemesser.
6.1 Hardware des Leuchtdichtemessers
Die schematische Ansicht aus 10 zeigt einen Leuchtdichtemesser der dritten Ausführungsform.
Wie in 10 gezeigt, weist ein Leuchtdichtemesser 3000 ein Objektiv 3010, eine Leuchtfeldblende 3011, ein Faserbündel 3012, eine Farbfiltergruppe 3013, eine Lichtaufnahmesensorgruppe 3014, einen Ableitungsmechanismus 3015, einen Spiegel 3016 und ein Suchersystem 3017 auf. Die Farbfiltergruppe 3013 weist ein erstes Farbfilter 3030 und ein zweites Farbfilter 3031 auf. Die Lichtaufnahmesensorgruppe 3014 weist einen ersten Lichtaufnahmesensor 3040 und einen zweiten Lichtaufnahmesensor 3041 auf. Der Ableitungsmechanismus 3015 weist einen Verstärkungsmechanismus 3050, eine Vereinigungsschaltung 3051, einen Umwandlungsmechanismus 3052 und einen Rechenmechanismus 3053 auf. Der Verstärkungsmechanismus 3050 weist eine erste Verstärkerschaltung 3060 und eine zweite Verstärkerschaltung 3061 auf. Der Umwandlungsmechanismus 3052 weist eine Wandlerschaltung 3070 auf.
Das Objektiv 3010, die Leuchtfeldblende 3011, das Faserbündel 3012, die Farbfiltergruppe 3013 und die Lichtaufnahmesensorgruppe 3014 entsprechen jeweils dem Objektiv 1010, der Leuchtfeldblende 1011, dem Faserbündel 1012, der Farbfiltergruppe 1013 und der Lichtaufnahmesensorgruppe 1014 der ersten Ausführungsform.
Das von der Lichtaufnahmesensorgruppe 3014 ausgegebene erste elektrische Signal und zweite elektrische Signal werden jeweils von der ersten Verstärkerschaltung 3060 und der zweiten Verstärkerschaltung 3061 verstärkt. Das verstärkte erste elektrische Signal und zweite elektrische Signal werden durch die Vereinigungsschaltung 3051 vereint. Das vereinte elektrische Signal wird durch die Wandlerschaltung 3070 einer Analog-Digitalwandlung in einen Signalwert S unterzogen. Bei dem Rechenmechanismus 3053 handelt es sich um einen Mikrocomputer oder dergleichen, der aus dem Signalwert S einen Helligkeitswert LV berechnet.
6.2 Unterdrückung der Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Leuchtdichtemessers von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit
In der dritten Ausführungsform erfolgt eine Gewichtung durch den Verstärkermechanismus 3050, derart, dass die Auswirkung ΔS1(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ1 des ersten Farbfilters 3030 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 3000 und die Auswirkung ΔS2(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ2 des zweiten Farbfilters 3031 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 3000 einander aufheben, ebenso wie im ersten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform. Daher ist die gegenseitige Aufhebung der Auswirkung ΔS1(λ) und der Auswirkung ΔS2(λ) bereits auf der Stufe des verstärkten ersten elektrischen Signals und zweiten elektrischen Signals möglich. Daher heben die Auswirkung ΔS1(λ) und die Auswirkung ΔS2(λ) einander auf der Stufe des Helligkeitswerts LV auf.
Gemäß der dritten Ausführungsform kann ebenso wie bei der ersten Ausführungsform die Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Leuchtdichtemessers 3000 von der spektralen Standardhellempfindlichkeit verringert werden, ohne die Herstellungskosten des Leuchtdichtemessers 3000 zu erhöhen. Außerdem wird gemäß der dritten Ausführungsform die Anzahl der Wandlerschaltungen reduziert, was die Herstellungskosten des Leuchtdichtemessers 3000 senkt.
7 Vierte Ausführungsform
Eine vierte Ausführungsform betrifft einen Leuchtdichtemesser.
7.1 Hardware des Leuchtdichtemessers
Die schematische Ansicht aus 11 zeigt einen Leuchtdichtemesser der vierten Ausführungsform.
Wie in 11 gezeigt, weist ein Leuchtdichtemesser 4000 ein Objektiv 4010, eine Leuchtfeldblende 4011, ein Faserbündel 4012, eine Farbfiltergruppe 4013, eine Lichtaufnahmesensorgruppe 4014, einen Ableitungsmechanismus 4015, einen Spiegel 4016 und ein Suchersystem 4017 auf. Die Farbfiltergruppe 4013 weist ein erstes Farbfilter 4030, ein zweites Farbfilter 4031 und ein drittes Farbfilter 4032 auf. Die Lichtaufnahmesensorgruppe 4014 weist einen ersten Lichtaufnahmesensor 4040, einen zweiten Lichtaufnahmesensor 4041 und einen dritten Lichtaufnahmesensor 4042 auf. Der Ableitungsmechanismus 4015 weist einen Verstärkungsmechanismus 4050, einen Umwandlungsmechanismus 4051 und einen Rechenmechanismus 4052 auf. Der Verstärkungsmechanismus 4050 weist eine erste Verstärkerschaltung 4060, eine zweite Verstärkerschaltung 4061 und eine dritte Verstärkerschaltung 4062 auf. Der Umwandlungsmechanismus 4051 weist eine erste Wandlerschaltung 4070, eine zweite Wandlerschaltung 4071 und eine dritte Wandlerschaltung 4072 auf.
Das Objektiv 4010, die Leuchtfeldblende 4011, der Spiegel 4016 und das Suchersystem 4017 der vierten Ausführungsform entsprechen jeweils dem Objektiv 1010, der Leuchtfeldblende 1011, dem Spiegel 1016 und dem Suchersystem 1017 der ersten Ausführungsform.
Das durch die Leuchtfeldblende 4011 beschränkte Strahlenbündel 4100 fällt in das Einstrahlungsende 4110 des Faserbündels 4012. Das eingestrahlte Strahlenbündel 4100 wird durch das Faserbündel 4012 geteilt. Das durch die Teilung erlangte erste Strahlenbündel 4120, zweite Strahlenbündel 4121 und dritte Strahlenbündel 4122 werden jeweils am ersten Abstrahlungsende 4130, zweiten Abstrahlungsende 4131 und dritten Abstrahlungsende 4132 des Faserbündels 4012 abgestrahlt.
Das abgestrahlte erste Strahlenbündel 4120, zweite Strahlenbündel 4121 und dritte Strahlenbündel 4122 treten jeweils durch das erste Farbfilter 4030, das zweite Farbfilter 4031 und das dritte Farbfilter 4032. Das hindurchgetretene erste Strahlenbündel 4120, zweite Strahlenbündel 4121 und dritte Strahlenbündel 4122 werden jeweils an dem ersten Lichtaufnahmesensor 4040, dem zweiten Lichtaufnahmesensor 4041 und dem dritten Lichtaufnahmesensor 4042 aufgenommen. Der erste Lichtaufnahmesensor 4040, zweite Lichtaufnahmesensor 4041 und dritte Lichtaufnahmesensor 4042 geben jeweils entsprechend dem ersten Strahlenbündel 4120, zweiten Strahlenbündel 4121 und dritten Strahlenbündel 4122 ein erstes elektrisches Signal, zweites elektrisches Signal und drittes elektrisches Signal aus.
Der Ableitungsmechanismus 4015 leitet aus dem ersten elektrischen Signal, dem zweiten elektrischen Signal und dem dritten elektrischen Signal einen Helligkeitswert LV ab, der der Spektralverteilung des gemessenen Strahlenbündels 4080 entspricht. Das erste elektrische Signal, das das zweite elektrische Signal und das dritte elektrische Signal werden jeweils von der ersten Verstärkerschaltung 4060, der zweiten Verstärkerschaltung 4061 und der dritten Verstärkerschaltung 4062 verstärkt. Die Verstärkung des ersten elektrischen Signals, zweiten elektrischen Signals und dritten elektrischen Signals durch die erste Verstärkerschaltung 4060, zweite Verstärkerschaltung 4061 und dritte Verstärkerschaltung 4062 ergibt eine erste Verstärkung G1, zweite Verstärkung G2 und dritte Verstärkung G3. Das verstärkte erste elektrische Signal, zweite elektrische Signal und dritte elektrische Signal werden jeweils durch die erste Wandlerschaltung 4070, zweite Wandlerschaltung 4071 und dritte Wandlerschaltung 4072 einer Analog-Digital-Umwandlung in einen ersten Signalwert S1, zweiten Signalwert S2 und dritten Signalwert S3 unterzogen. Bei dem Rechenmechanismus 4052 handelt es sich um einen Mikrocomputer oder dergleichen, der den Helligkeitswert LV aus dem ersten Signalwert S1, dem zweiten Signalwert S2 und dem dritten Signalwert S3 berechnet. Der Rechenmechanismus 4052 speichert einen ersten Koeffizienten C1, einen zweiten Koeffizienten C2 und einen dritten Koeffizienten C3 und berechnet anhand der Summe aus S0 = S1 × C1 + S2 × C2 + S3 × C3 den Helligkeitswert LV.
Die durch das erste Farbfilter 4030 erzielte relative spektrale Empfindlichkeit S1(λ), die durch das zweite Farbfilter 4031 erzielte relative spektrale Empfindlichkeit S2(λ) und die durch das dritte Farbfilter 4032 erzielte relative spektrale Empfindlichkeit S3(λ) werden jeweils an die relative spektrale Standardhellempfindlichkeit V(λ) angenähert. Die relative spektrale Empfindlichkeit S1(λ) zeigt die Beziehung zwischen der Spektralverteilung des Strahlenbündels 4080 und dem ersten Signalwert S1. Die relative spektrale Empfindlichkeit S2(λ) zeigt die Beziehung zwischen der Spektralverteilung des Strahlenbündels 4080 und dem zweiten Signalwert S2. Die relative spektrale Empfindlichkeit S3(λ) zeigt die Beziehung zwischen der Spektralverteilung des Strahlenbündels 4080 und dem dritten Signalwert S3.
7.2 Unterdrückung der Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Leuchtdichtemessers von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit
In der vierten Ausführungsform heben bei der Farbfiltergruppe 4013 der Wellenlängenfehler Δλ1 des ersten Farbfilters 4030, der Wellenlängenfehler Δλ2 des zweiten Farbfilters 4031 und der Wellenlängenfehler Δλ3 des dritten Farbfilters 4032 einander auf. Das heißt, der Wellenlängenfehler Δλ1, der Wellenlängenfehler Δλ2 und der Wellenlängenfehler Δλ3, die ein Satz Wellenlängenfehler Δλi i-ter Farbfilter für die drei Farbfilter 4030, 4031 und 4032 sind, heben einander auf.
In der vierten Ausführungsform ist keine Gewichtung durch den Rechenmechanismus 4052 oder den Verstärkungsmechanismus 4050 erforderlich, weshalb der erste Koeffizient C1, der zweite Koeffizient C2 und der dritte Koeffizient C3 gleich sind, und die erste Verstärkung G1, die zweite Verstärkung G2 und die dritte Verstärkung G3 gleich sind.
In der vierten Ausführungsform werden ein Farbfilter mit einem für das erste Farbfilter 4030 geeigneten Wellenlängenfehler, ein Farbfilter mit einem für das zweite Farbfilter 4031 geeigneten Wellenlängenfehler und ein Farbfilter mit einem für das dritte Farbfilter 4032 geeigneten Wellenlängenfehler aus den vorbereiteten Farbfiltern ausgewählt. Dadurch werden aus den vorbereiteten Farbfiltern Farbfilter mit Wellenlängenfehlern ausgewählt, die für die Farbfilter des Leuchtdichtemessers 4000 geeignet sind.

In der vierten Ausführungsform werden die vorbereiteten Farbfilter bei der Auswahl der Farbfilter in Gruppen X, A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1 und D2 eingeteilt. [Tabelle 2]

Gruppe	Wellenlängenfehlerbereich	Repräsentativer Wellenlängenfehler	Kombination a	Kombination b	Kombination c	Kombination d	Kombination e	Kombination f
D1	–2,0 bis –3,0 nm	–2,50				1	1	1
C1	–1,5 bis –2,0 nm	–1,75			1
B1	–1,0 bis –1,5 nm	–1,25		1
A1	–0,5 bis –1,0 nm	–0,75	1
X	Innerhalb von ±0,5 nm	0,00	1	1	1	1
A2	+0,5 bis +1,0 nm	0,75	1				1
B2	+1,0 bis +1,5 nm	1,25		1				2
C2	+1,5 bis +2,0 nm	1,75			1		1
D2	+2,0 bis +3,0 nm	2,50				1
	Einfache Summe des repräsentativen Wellenlängenfehlers		0	0	0	0	0	0

Für die Gruppen X, A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1 und D2 sind jeweils ein Wellenlängenfehlerbereich und ein repräsentativer Wellenlängenfehler definiert, wie in Tabelle 2 aufgeführt.
Der für die Gruppen X, A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1 und D2 definierte Wellenlängenfehler aus Tabelle 2 liegt jeweils in dem für die Gruppen X, A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1 und D2 definierten Wellenlängenfehlerbereich, und liegt vorzugsweise in der Mitte des für die Gruppen X, A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1 und D2 definierten Wellenlängenfehlerbereichs. Der für die Gruppen A2, B2, C2 und D2 definierte Wellenlängenfehlerbereich ist jeweils der für die Gruppen A1, B1, C1 und D1 definierte Wellenlängenfehlerbereich mit umgekehrtem Vorzeichen. Der für die Gruppen A2, B2, C2 und D2 definierte repräsentative Wellenlängenfehler ist jeweils der für die Gruppen A1, B1, C1 und D1 definierte repräsentative Wellenlängenfehler mit umgekehrtem Vorzeichen. Die Anzahl der Gruppen kann auch größer oder kleiner sein. Der für die Gruppen X, A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1 und D2 definierte Wellenlängenfehlerbereich und repräsentative Wellenlängenfehler kann auch geändert werden.
Durch die Einteilung gehören die Farbfilter jeweils einer Gruppe an, für die ein Wellenlängenfehlerbereich definiert ist, der die Wellenlängenfehler der vorbereiteten Farbfilter umfasst.
Die als das erste Farbfilter 4030, das zweite Farbfilter 4031 und das dritte Farbfilter 4032 verwendete Farbfilter werden jeweils aus den Farbfiltern, die der ersten Gruppe angehören, den Farbfiltern, die der zweiten Gruppe angehören, und den Farbfilter, die der dritten Gruppe angehören, ausgewählt. Die erste Gruppe, die zweite Gruppe und die dritte Gruppe werden derart ausgewählt, dass der für die erste Gruppe definierte repräsentative Wellenlängenfehler, der für die zweite Gruppe definierte repräsentative Wellenlängenfehler und der für die dritte Gruppe definierte repräsentative Wellenlängenfehler einander aufheben. Beispielsweise können die für das erste Farbfilter 4030, das zweite Farbfilter 4031 und das dritte Farbfilter 4032 benutzten Farbfilter jeweils aus Farbfiltern, die der Gruppe X, A1 und A2 in Kombination a von Tabelle 1 angehören, aus Farbfiltern, die der Gruppe X, B1 und B2 in Kombination b von Tabelle 1 angehören, aus Farbfiltern, die der Gruppe X, C1 und C2 in Kombination c von Tabelle 1 angehören, oder aus Farbfiltern ausgewählt werden, die der Gruppe X, D1 und D2 in Kombination d von Tabelle 1 angehören. Es ist auch zulässig, keine Auswahl aus der Gruppe X zu treffen, für die der repräsentative Wellenlängenfehler definiert ist. Es ist auch zulässig, dass die Anzahl der Farbfilter, die aus den Farbfiltern ausgewählt werden, die den Gruppen A1, B1, C1 oder D1 mit negativem repräsentative Wellenlängenfehler angehören, und die Anzahl der Farbfilter, die aus den Farbfiltern ausgewählt werden, die den Gruppen A2, B2, C2 oder D2 mit positivem repräsentative Wellenlängenfehler angehören, unterschiedlich ist. Es ist ebenso zulässig, dass zwei oder mehr Farbfilter aus Farbfiltern ausgewählt werden, die einer einzigen Gruppe angehören. Beispielsweise können die als das erste Farbfilter 4030, zweite Farbfilter 4031 und dritte Farbfilter 4032 ausgewählten Farbfilter jeweils, wie in Kombination e aus Tabelle 2 gezeigt, aus Farbfiltern ausgewählt werden, die den Gruppen D1, A2 und C2 angehören, oder, wie in Kombination f aus Tabelle 2 gezeigt, aus Farbfiltern ausgewählt werden, die den Gruppen D1, B2 und B2 angehören. Wenn der für die erste Gruppe definierte repräsentative Wellenlängenfehler, der für die zweite Gruppe definierte repräsentative Wellenlängenfehler und der für die dritte Gruppe definierte repräsentative Wellenlängenfehler einander vollständig aufheben, erste Gruppe definierte repräsentative Wellenlängenfehler, so ist die Summe des für die erste Gruppe definierten repräsentativen Wellenlängenfehlers, des für die zweite Gruppe definierten repräsentativen Wellenlängenfehlers und des für die dritte Gruppe definierten repräsentativen Wellenlängenfehlers null.
Durch diese Auswahl heben der Wellenlängenfehler Δλ1 des ersten Farbfilters 4030, der Wellenlängenfehler Δλ2 des zweiten Farbfilters 4031 und der Wellenlängenfehler Δλ3 des dritten Farbfilters 4032 einander auf. Das heißt, der Wellenlängenfehler Δλ1, der Wellenlängenfehler Δλ2 und der Wellenlängenfehler Δλ3, die ein Satz Wellenlängenfehler Δλi i-ter Farbfilter für die drei Farbfilter 4030, 4031 und 4032 sind, heben einander auf.
Wie in der zweiten Ausführungsform werden das von der Lichtaufnahmesensorgruppe 4014 ausgegebene erste elektrische Signal, zweite elektrische Signal und dritte elektrische Signal durch die Vereinigungsschaltung vereint, das vereinte elektrische Signal durch die Verstärkerschaltung verstärkt und das verstärkte elektrische Signal durch die Wandlerschaltung in den Signalwert umgewandelt, woraufhin der Rechenmechanismus aus dem Signalwert den Helligkeitswert LV berechnet. Wie in der vierten Ausführungsform ist es auch möglich, dass das von der Lichtaufnahmesensorgruppe 4050 ausgegebene erste elektrische Signal, zweite elektrische Signal und dritte elektrische Signal durch die Vereinigungsschaltung vereint werden und das vereinte elektrische Signal in den Signalwert umgewandelt wird, woraufhin der Rechenmechanismus aus dem Signalwert den Helligkeitswert LV berechnet.
Wie in der ersten Ausführungsform kann auch eine Gewichtung durch den durch den Rechenmechanismus 4052 erfolgen, derart, dass die Auswirkung ΔS1(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ1 des ersten Farbfilters 4030 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 4000, die Auswirkung ΔS2(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ2 des zweiten Farbfilters 4031 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 4000 und die die Auswirkung ΔS3(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ3 des dritten Farbfilters 4032 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Leuchtdichtemessers 4000 einander aufheben. Es kann auch wie im zweiten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform eine Gewichtung durch den Verstärkungsmechanismus 4050 erfolgen, derart, dass die Auswirkung ΔS1(λ), die Auswirkung ΔS2(λ) und die Auswirkung ΔS3(λ) einander aufheben.
Gemäß der vierten Ausführungsform kann ebenso wie bei der ersten Ausführungsform die Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Leuchtdichtemessers 4000 von der spektralen Standardhellempfindlichkeit verringert werden, ohne die Herstellungskosten des Leuchtdichtemessers 4000 zu erhöhen.
8 Fünfte Ausführungsform
Eine fünfte Ausführungsform betrifft einen Farbleuchtdichtemesser. Ein Farbleuchtdichtemesser ist ein Messgerät zum Messen der Farbe und der Leuchtdichte einer Lichtquelle.
8.1 Hardware des Farbleuchtdichtemessers
Die schematische Ansicht aus 12 zeigt einen Farbleuchtdichtemesser der fünften Ausführungsform.
Wie in 12 gezeigt, weist ein Farbleuchtdichtemesser 5000 ein Objektiv 5010, eine Leuchtfeldblende 5011, ein Faserbündel 5012, eine Farbfiltergruppe 5013X, eine Lichtaufnahmesensorgruppe 5014X, einen Ableitungsmechanismus 5015X, eine Farbfiltergruppe 5013Y, eine Lichtaufnahmesensorgruppe 5014Y, einen Ableitungsmechanismus 5015Y, eine Farbfiltergruppe 5013Z, eine Lichtaufnahmesensorgruppe 5014Z, einen Ableitungsmechanismus 5015Z, einen Spiegel 5016 und ein Suchersystem 5017 auf. Die Farbfiltergruppe 5013X, die Farbfiltergruppe 5013Y und die Farbfiltergruppe 5013Z weisen jeweils ein erstes Farbfilter 5030 und zweites Farbfilter 5031 auf. Die Lichtaufnahmesensorgruppe 5014X, die Lichtaufnahmesensorgruppe 5014Y und die Lichtaufnahmesensorgruppe 5014Z weisen jeweils einen ersten Lichtaufnahmesensor 5040 und einen zweiten Lichtaufnahmesensor 5041 auf. Der Ableitungsmechanismus 5015X, der Ableitungsmechanismus 5015Y und der Ableitungsmechanismus 5015Z weisen jeweils einen Verstärkungsmechanismus 5050, einen Umwandlungsmechanismus 5051 und einen Rechenmechanismus 5052 auf. Der Verstärkungsmechanismus 5050 weist eine erste Verstärkerschaltung 5060 und eine zweite Verstärkerschaltung 5061 auf. Der Umwandlungsmechanismus 5051 weist eine erste Wandlerschaltung 5070 und eine zweite Wandlerschaltung 5071 auf.
Das Objektiv 5010, die Leuchtfeldblende 5011, der Spiegel 5016 und das Suchersystem 5017 der fünften Ausführungsform entsprechen jeweils dem Objektiv 1010, der Leuchtfeldblende 1011, dem Spiegel 1016 und dem Suchersystem 1017 der ersten Ausführungsform.
Das durch die Leuchtfeldblende 5011 beschränkte Strahlenbündel 5100 fällt in das Einstrahlungsende 5110 des Faserbündels 5012. Das eingestrahlte Strahlenbündel 5100 wird durch das Faserbündel 5012 geteilt. Das durch die Teilung erlangte Strahlenbündel 5120X, Strahlenbündel 5121X, Strahlenbündel 5120Y, Strahlenbündel 5121Y, Strahlenbündel 5120Z und Strahlenbündel 5121Z werden jeweils aus dem Abstrahlungsende 5130X, Abstrahlungsende 5131X, Abstrahlungsende 5130Y, Abstrahlungsende 5131Y, Abstrahlungsende 5130Z und Abstrahlungsende 5131Z des Faserbündels 5012 abgestrahlt.
Im Folgenden wird eine Ausgestaltung zum Erlangen eines Stimuluswerts X beschrieben. Die Beschreibung der Ausgestaltung zum Erlangen des Stimuluswerts X kann durch Ersetzen von „X“ und „x“ durch „Y“ und „y“ zu einer Beschreibung der Ausgestaltung zum Erlangen eines Stimuluswerts Y werden, und durch Ersetzen von „X“ und „x“ durch „Z“ und „z“ zu einer Beschreibung der Ausgestaltung zum Erlangen eines Stimuluswerts werden.
Das abgestrahlte erste Strahlenbündel 5120X und zweite Strahlenbündel 5121X treten jeweils durch das erste Farbfilter 5030 und zweite Farbfilter 5031, die der Farbfiltergruppe 5013X angehören. Das hindurchgetretene erste Strahlenbündel 5120X und zweite Strahlenbündel 5121X werden jeweils an dem erste Lichtaufnahmesensor 5040 und zweiten Lichtaufnahmesensor 5041 aufgenommen, die der Lichtaufnahmesensorgruppe 5014X angehören. Der erste Lichtaufnahmesensor 5040 und der zweite Lichtaufnahmesensor 5041, die der Lichtaufnahmesensorgruppe 5014X angehören, geben jeweils entsprechend dem aufgenommenen ersten Strahlenbündel 5120X und zweiten Strahlenbündel 5121X ein erstes elektrisches Signal und ein zweites elektrisches Signal aus.
Der Ableitungsmechanismus 5015X leitet aus dem ersten elektrischen Signal und dem zweiten elektrischen Signal einen Stimuluswert X ab, der der Spektralverteilung des gemessenen Strahlenbündels 5080 entspricht. Das erste elektrische Signal und das zweite elektrische Signal werden jeweils von der ersten Verstärkerschaltung 5060 und der zweiten Verstärkerschaltung 5061 verstärkt, die dem Ableitungsmechanismus 5015X angehören. Das verstärkte erste elektrische Signal und zweite elektrische Signal werden jeweils durch die erste Wandlerschaltung 5070 und die zweite Wandlerschaltung 5071, die dem Ableitungsmechanismus 5015X angehören, einer Analog-Digital-Wandlung in einen ersten Signalwert SX1 und zweiten Signalwert SX2 unterzogen. Bei dem Rechenmechanismus 5052, der dem Ableitungsmechanismus 5015X angehört, handelt es sich um einen Mikrocomputer oder dergleichen, der den Helligkeitswert LV aus dem ersten Signalwert SX1 und dem zweiten Signalwert SX2 berechnet.
Die durch das der Farbfiltergruppe 5013X angehörende erste Farbfilter 5030 erzielte relative spektrale Empfindlichkeit S1X(λ) und die durch das der Farbfiltergruppe 5013X angehörende zweite Farbfilter 5031 erzielte relative spektrale Empfindlichkeit S2X(λ) werden jeweils der x-Komponente einer Farbabgleichsfunktion angenähert.
8.2 Unterdrückung der Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Farbleuchtdichtemessers von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit
In der fünften Ausführungsform erfolgt eine Gewichtung durch den Verstärkermechanismus 5052 oder den Verstärkermechanismus 5050, derart, dass die Auswirkung ΔS1X(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ1 des der Farbfiltergruppe 5013X angehörenden ersten Farbfilters 5030 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0X(λ) des Farbleuchtdichtemessers 5000 und die Auswirkung ΔS2X(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ2 des der Farbfiltergruppe 5013X angehörenden zweiten Farbfilters 5031 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0X(λ) des Farbleuchtdichtemessers 5000 einander aufheben. In der Farbfiltergruppe 5013X können auch der Wellenlängenfehler Δλ1X und der Wellenlängenfehler Δλ2X einander aufheben.
Gemäß der fünften Ausführungsform kann ebenso wie bei der ersten Ausführungsform die Abweichung der spektralen Empfindlichkeit des Farbleuchtdichtemessers 5000 von der Farbabgleichsfunktion verringert werden, ohne die Herstellungskosten des Farbleuchtdichtemessers 5000 zu erhöhen.
9 Sechste Ausführungsform
Eine sechste Ausführungsform betrifft ein Luxmeter. Ein Luxmeter ist ein Messgerät zum Messen der Leuchtstärke.
9.1 Hardware des Luxmeters
Die schematische Ansicht aus 13 zeigt ein Luxmeter der sechsten Ausführungsform.
Wie in 13 gezeigt, weist das Luxmeter 6000 eine Zerstreuungskugel 6010, eine Zerstreuungsplattengruppe 6011, eine Farbfiltergruppe 6012, eine Lichtaufnahmesensorgruppe 6013 und einen Ableitungsmechanismus 6014 auf. Die Zerstreuungsplattengruppe 6011 weist eine erste Zerstreuungsplatte 6020, eine zweite Zerstreuungsplatte 6021 und eine dritte Zerstreuungsplatte 6022 auf. Die Farbfiltergruppe 6012 weist ein erstes Farbfilter 6030, ein zweites Farbfilter 6031 und ein drittes Farbfilter 6032 auf. Die Lichtaufnahmesensorgruppe 6013 weist einen ersten Lichtaufnahmesensor 6040, einen zweiten Lichtaufnahmesensor 6041 und einen dritten Lichtaufnahmesensor 6042 auf. Der Ableitungsmechanismus 6014 weist einen Verstärkungsmechanismus 6050, einen Umwandlungsmechanismus 6051 und einen Rechenmechanismus 6052 auf. Der Verstärkungsmechanismus 6050 weist eine erste Verstärkerschaltung 6060, eine zweite Verstärkerschaltung 6061 und eine dritte Verstärkerschaltung 6062 auf. Der Umwandlungsmechanismus 6051 weist eine erste Wandlerschaltung 6070, eine zweite Wandlerschaltung 6071 und eine dritte Wandlerschaltung 6072 auf.
Die Zerstreuungskugel 6010 dient als ein durchlässiges Streuelement, weshalb das gemessene Strahlenbündel 6080 beim Hindurchtreten durch die Zerstreuungskugel 6010 durch die Zerstreuungskugel 6010 gestreut wird. Auf diese Weise wird das gemessene Strahlenbündel 6080 von der Zerstreuungskugel 6010 geteilt. Ein durch die Teilung erlangtes erstes Strahlenbündel 6090, zweites Strahlenbündel 6091 und drittes Strahlenbündel 6092 sind jeweils auf eine erste Zerstreuungsplatte 6020, zweite Zerstreuungsplatte 6021 und dritte Zerstreuungsplatte 6022 gerichtet. Die Zerstreuungskugel 6010, die ein halbkugelförmiges Streuelement ist, kann auch durch ein nicht halbkugelförmiges Streuelement ersetzt werden. Beispielsweise kann die Zerstreuungskugel 6010 durch eine flache Zerstreuungsplatte ersetzt werden.
Das erste Strahlenbündel 6090, das zweite Strahlenbündel 6091 und das dritte Strahlenbündel 6092 werden jeweils von der ersten Zerstreuungsplatte 6020, zweiten Zerstreuungsplatte 6021 und dritten Zerstreuungsplatte 6022 gestreut.
Das gestreute erste Strahlenbündel 6090, zweite Strahlenbündel 6091 und dritte Strahlenbündel 6092 treten jeweils durch das erste Farbfilter 6030, das zweite Farbfilter 6031 und das dritte Farbfilter 6032. Das hindurchgetretene erste Strahlenbündel 6090, zweite Strahlenbündel 6091 und dritte Strahlenbündel 6092 werden jeweils an dem ersten Lichtaufnahmesensor 6040, dem zweiten Lichtaufnahmesensor 6041 und dem dritten Lichtaufnahmesensor 6042 aufgenommen. Der erste Lichtaufnahmesensor 6040, zweite Lichtaufnahmesensor 6041 und dritte Lichtaufnahmesensor 6042 geben jeweils entsprechend dem ersten Strahlenbündel 6090, zweiten Strahlenbündel 6091 und dritten Strahlenbündel 6092 ein erstes elektrisches Signal, zweites elektrisches Signal und drittes elektrisches Signal aus.
Der Ableitungsmechanismus 6014 berechnet aus dem ersten elektrischen Signal, zweiten elektrischen Signal und dritten elektrischen Signal einen Leuchtstärkewert IV. Das erste elektrische Signal, das das zweite elektrische Signal und das dritte elektrische Signal werden jeweils von der ersten Verstärkerschaltung 6060, der zweiten Verstärkerschaltung 6061 und der dritten Verstärkerschaltung 6062 verstärkt. Das verstärkte erste elektrische Signal, zweite elektrische Signal und dritte elektrische Signal werden jeweils durch die erste Wandlerschaltung 6070, zweite Wandlerschaltung 6071 und dritte Wandlerschaltung 6072 einer Analog-Digital-Umwandlung in einen ersten Signalwert S1, zweiten Signalwert S2 und dritten Signalwert S3 unterzogen. Bei dem Rechenmechanismus 6052 handelt es sich um einen Mikrocomputer oder dergleichen, der den Leuchtstärkewert IV aus dem ersten Signalwert S1, dem zweiten Signalwert S2 und dem dritten Signalwert S3 berechnet. Der Rechenmechanismus 6052 speichert einen ersten Koeffizienten C1, einen zweiten Koeffizienten C2 und einen dritten Koeffizienten C3 und berechnet anhand der Summe aus S0 = S1 × C1 + S2 × C2 + S3 × C3 den Leuchtstärkewert IV.
Die durch das erste Farbfilter 6030 erzielte relative spektrale Empfindlichkeit S1(λ), die durch das zweite Farbfilter 6031 erzielte relative spektrale Empfindlichkeit S2(λ) und die durch das dritte Farbfilter 6032 erzielte relative spektrale Empfindlichkeit S3(λ) werden jeweils an die relative spektrale Standardhellempfindlichkeit V(λ) angenähert.
9.2 Unterdrückung der Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Luxmeters von der relativen spektralen Standardhellempfindlichkeit
Wie in der ersten Ausführungsform kann auch in der sechsten Ausführungsform eine Gewichtung durch den durch den Rechenmechanismus 6052 erfolgen, derart, dass die Auswirkung ΔS1(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ1 des ersten Farbfilters 6030 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Luxmeters 6000, die Auswirkung ΔS2(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ2 des zweiten Farbfilters 6031 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Luxmeters 6000 und die die Auswirkung ΔS3(λ) des Wellenlängenfehlers Δλ3 des dritten Farbfilters 6032 auf die relative spektrale Empfindlichkeit S0(λ) des Luxmeters 6000 einander aufheben. Auch der Wellenlängenfehler Δλ1, der Wellenlängenfehler Δλ2 und der Wellenlängenfehler Δλ3 in der Farbfiltergruppe 6012 können einander aufheben.
Gemäß der sechsten Ausführungsform kann ebenso wie bei der ersten Ausführungsform die Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Luxmeters 6000 von der spektralen Standardhellempfindlichkeit verringert werden, ohne die Herstellungskosten des Luxmeters 6000 zu erhöhen.
10 Siebte Ausführungsform
Eine siebte Ausführungsform betrifft ein Kolorimeter. Ein Kolorimeter ist ein Messgerät zum Messen der Farbe eines Objekts.
10.1 Hardware des Kolorimeters
Die schematische Ansicht aus 14 zeigt ein Kolorimeter der siebten Ausführungsform. Die schematische Ansicht aus 15 zeigt einen Messmechanismus eines Kolorimeters der siebten Ausführungsform. Die schematische Ansicht aus 16 zeigt einen Lichtaufnahmemechanismus für einen Reflexionsstrahl und eine Steuereinrichtung des Kolorimeters der siebten Ausführungsform.
Wie in 14 gezeigt, weist das Kolorimeter 7000 einen Messmechanismus 7010 und eine Steuereinrichtung 7011 auf. Wie in 14 und 15 gezeigt, weist der Messmechanismus 7010 einen Strahlmechanismus 7020, einen Strahlenbündelteilungsmechanismus 7021, einen Abbildungsmechanismus 7022, eine Ulbrichtkugel 7023, einen Lichtaufnahmemechanismus 7024 für Reflexionsstrahlen und einen Lichtaufnahmemechanismus 7025 für einen Referenzstrahl auf. Der Lichtaufnahmemechanismus 7024 für Reflexionsstrahlen weist, wie in 16 gezeigt, eine Farbfiltergruppe 7030X, eine Lichtaufnahmesensorgruppe 7031X, eine Farbfiltergruppe 7030Y, eine Lichtaufnahmesensorgruppe 7031Y, eine Farbfiltergruppe 7030Z und eine Lichtaufnahmesensorgruppe 7031Z auf. Die Steuereinrichtung 7011 weist, wie in 16 gezeigt, einen Ableitungsmechanismus 7040X, einen Ableitungsmechanismus 7040Y und einen Ableitungsmechanismus 7040Z auf. Die Farbfiltergruppe 7030X, die Farbfiltergruppe 7030Y und die Farbfiltergruppe 7030Z weisen jeweils ein erstes Farbfilter 7050 und zweites Farbfilter 7051 auf. Die Lichtaufnahmesensorgruppe 7031X, die Lichtaufnahmesensorgruppe 7031Y und die Lichtaufnahmesensorgruppe 7031Z weisen jeweils einen ersten Lichtaufnahmesensor 7060 und einen zweiten Lichtaufnahmesensor 7061 auf. Der Ableitungsmechanismus 7040X, der Ableitungsmechanismus 7040Y und der Ableitungsmechanismus 7040Z weisen jeweils einen Verstärkungsmechanismus 7070, einen Umwandlungsmechanismus 7071 und einen Rechenmechanismus 7072 auf. Der Verstärkungsmechanismus 7070 weist eine erste Verstärkerschaltung 7080 und eine zweite Verstärkerschaltung 7081 auf. Der Umwandlungsmechanismus 7071 weist eine erste Wandlerschaltung 7090 und eine zweite Wandlerschaltung 7091 auf.
Bei dem Strahlmechanismus 7020 handelt es sich beispielsweise um Lampe + Reflexionsschirm + Zerstreuungsplatte, und er strahlt ein Strahlenbündel ab.
Bei dem Strahlenbündelteilungsmechanismus 7021 handelt es sich um einen Halbspiegel oder dergleichen. Bei dem Abbildungsmechanismus 7022 handelt es sich um eine Linse oder dergleichen. Das abgestrahlte Strahlenbündel wird durch den Strahlenbündelteilungsmechanismus 7021 in ein Beleuchtungslichtstrahlenbündel 7100 und ein Referenzstrahlenbündel 7101 getrennt. Das Beleuchtungslichtstrahlenbündel 7100 wird mithilfe des Abbildungsmechanismus 7022 abgebildet. Das abgebildete Beleuchtungslichtstrahlenbündel 7100 beleuchtet eine Probe.
Die Ulbrichtkugel 7023 dient als reflektierendes Streuelement, weshalb ein gemessenes Strahlenbündel 7102, das durch Reflektieren des Beleuchtungslichtstrahlenbündels 7100 von der Probe erlangt wird, beim Reflektieren durch die Ulbrichtkugel 7023 von der Ulbrichtkugel 7023 streuend reflektiert wird. Auf diese Weise wird das gemessene Strahlenbündel 7102 von der Ulbrichtkugel 7023 geteilt, und es werden Strahlenbündel 7110X, 7111X, 7110Y, 7111Y, 7110Z und 7111Z erlangt. Die Ulbrichtkugel 7023, die ein kugelförmiges Streuelement ist, kann auch durch ein nicht kugelförmiges reflektierendes Streuelement ersetzt werden.
Im Folgenden wird eine Ausgestaltung zum Erlangen eines Stimuluswerts X beschrieben. Die Beschreibung der Ausgestaltung zum Erlangen des Stimuluswerts X kann durch Ersetzen von „X“ und „x“ durch „Y“ und „y“ zu einer Beschreibung der Ausgestaltung zum Erlangen eines Stimuluswerts Y werden, und durch Ersetzen von „X“ und „x“ durch „Z“ und „z“ zu einer Beschreibung der Ausgestaltung zum Erlangen eines Stimuluswerts „Z“ werden.
Das erste Strahlenbündel 7110X und das zweite Strahlenbündel 7111X treten jeweils durch das erste Farbfilter 7050 und das zweite Farbfilter 7051, die der Farbfiltergruppe 7030X angehören. Das hindurchgetretene erste Strahlenbündel 7110X und zweite Strahlenbündel 7111X werden jeweils an dem erste Lichtaufnahmesensor 7060 und zweiten Lichtaufnahmesensor 7061 aufgenommen, die der Lichtaufnahmesensorgruppe 7031X angehören. Der erste Lichtaufnahmesensor 7060 und der zweite Lichtaufnahmesensor 7061, die der Lichtaufnahmesensorgruppe 7031X angehören, geben jeweils entsprechend dem aufgenommenen ersten Strahlenbündel 7110X und zweiten Strahlenbündel 7111X ein erstes elektrisches Signal und ein zweites elektrisches Signal aus.
Der Ableitungsmechanismus 7040X leitet aus dem ersten elektrischen Signal und dem zweiten elektrischen Signal einen Stimuluswert X ab, der der Spektralverteilung des gemessenen Strahlenbündels 7102 entspricht. Das erste elektrische Signal und das zweite elektrische Signal werden jeweils von der ersten Verstärkerschaltung 7080 und der zweiten Verstärkerschaltung 7081 verstärkt, die dem Ableitungsmechanismus 7040X angehören. Das verstärkte erste elektrische Signal und zweite elektrische Signal werden jeweils durch die erste Wandlerschaltung 7090 und die zweite Wandlerschaltung 7091, die dem Ableitungsmechanismus 7040X angehören, einer in einen ersten Signalwert SX1 und zweiten Signalwert SX2 umgewandelt. Bei dem Rechenmechanismus 7072, der dem Ableitungsmechanismus 7040X angehört, handelt es sich um einen Mikrocomputer oder dergleichen, der den Stimuluswert X aus dem ersten Signalwert SX1 und dem zweiten Signalwert SX2 berechnet.
Die durch das der Farbfiltergruppe 7030X angehörende erste Farbfilter 7050 erzielte relative spektrale Empfindlichkeit S1X(λ) und die durch das der Farbfiltergruppe 7030X angehörende zweite Farbfilter 7051 erzielte relative spektrale Empfindlichkeit S2X(λ) werden jeweils der x-Komponente einer Farbabgleichsfunktion angenähert.
10.2 Unterdrückung der Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Kolorimeters von der Farbabgleichsfunktion
In der siebten Ausführungsform erfolgt eine Gewichtung durch den Verstärkermechanismus 7072 oder den Verstärkermechanismus 7070, derart, dass die Auswirkung des Wellenlängenfehlers Δλ1 des der Farbfiltergruppe 7030X angehörenden ersten Farbfilters 7050 auf die relative spektrale Empfindlichkeit des Kolorimeters 6000 und die Auswirkung des Wellenlängenfehlers Δλ2 des der Farbfiltergruppe 7030X angehörenden zweiten Farbfilters 7051 auf die relative spektrale Empfindlichkeit des Kolorimeters einander aufheben. In der Farbfiltergruppe 7030X können auch der Wellenlängenfehler Δλ1 und der Wellenlängenfehler Δλ2 einander aufheben.
Gemäß der fünften Ausführungsform kann ebenso wie bei der ersten Ausführungsform die Abweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit des Kolorimeters 7000 von der Farbabgleichsfunktion der relativen spektralen Empfindlichkeit verringert werden, ohne die Herstellungskosten des Kolorimeters 7000 zu erhöhen.
Bezugszeichenliste

1000: Leuchtdichtemesser
1010: Objektiv
1011: Leuchtfeldblende
1012: Faserbündel
1013: Farbfiltergruppe
1014: Lichtaufnahmesensorgruppe
1015: Ableitungsmechanismus
1050: Verstärkungsmechanismus
1051: Umwandlungsmechanismus
1052: Rechenmechanismus
2000: Leuchtdichtemesser
2010: Objektiv
2011: Leuchtfeldblende
2012: Faserbündel
2013: Farbfiltergruppe
2014: Lichtaufnahmesensorgruppe
2015: Ableitungsmechanismus
2050: Vereinigungsschaltung
2051: Verstärkungsmechanismus
2052: Umwandlungsmechanismus
2053: Rechenmechanismus
3000: Leuchtdichtemesser
3010: Objektiv
3011: Leuchtfeldblende
3012: Faserbündel
3013: Farbfiltergruppe
3014: Lichtaufnahmesensorgruppe
3015: Ableitungsmechanismus
3050: Verstärkungsmechanismus
3051: Vereinigungsschaltung
3052: Umwandlungsmechanismus
3053: Rechenmechanismus
4000: Leuchtdichtemesser
4010: Objektiv
4011: Leuchtfeldblende
4012: Faserbündel
4013: Farbfiltergruppe
4014: Lichtaufnahmesensorgruppe
4015: Ableitungsmechanismus
4050: Verstärkungsmechanismus
4051: Umwandlungsmechanismus
4052: Rechenmechanismus
5000: Farbleuchtdichtemesser
5010: Objektiv
5011: Leuchtfeldblende
5012: Faserbündel
5013X: Farbfiltergruppe
5014X: Lichtaufnahmesensorgruppe
5015X: Ableitungsmechanismus
5013Y: Farbfiltergruppe
5014Y: Lichtaufnahmesensorgruppe
5015Y: Ableitungsmechanismus
5013Z: Farbfiltergruppe
5014Z: Lichtaufnahmesensorgruppe
5015Z: Ableitungsmechanismus
5050: Verstärkungsmechanismus
5051: Umwandlungsmechanismus
5052: Rechenmechanismus
6000: Luxmeter
6010: Zerstreuungskugel
6011: Zerstreuungsplattengruppe
6012: Farbfiltergruppe
6013: Lichtaufnahmesensorgruppe
6014: Ableitungsmechanismus
6050: Verstärkungsmechanismus
6051: Umwandlungsmechanismus
6052: Rechenmechanismus
7000: Kolorimeter
7010: Messmechanismus
7011: Steuereinrichtung
7020: Strahlungsmechanismus
7021: Strahlenbündelteilungsmechanismus
7022: Abbildungsmechanismus
7023: Ulbrichtkugel
7024: Lichtaufnahmemechanismus für Reflexionsstrahlen
7025: Lichtaufnahmemechanismus für Referenzstrahlen
7030X: Farbfiltergruppe
7031X: Lichtaufnahmesensorgruppe
7030Y: Farbfiltergruppe
7031Y: Lichtaufnahmesensorgruppe
7030Z: Farbfiltergruppe
7031Z: Lichtaufnahmesensorgruppe
7040X: Ableitungsmechanismus
7040Y: Ableitungsmechanismus
7040Z: Ableitungsmechanismus
7070: Verstärkungsmechanismus
7071: Umwandlungsmechanismus
7072: Rechenmechanismus

Claims

Messgerät, umfassend: einen Teilungsmechanismus, um durch Teilen eines gemessenen Strahlenbündels mehrere Strahlenbündel zu erlangen, eine Farbfiltergruppe, die mehrere Farbfilter aufweist, durch die die mehreren Strahlenbündel hindurchtreten, wobei eine von den jeweiligen Farbfiltern erzielte relative spektrale Empfindlichkeit jeweils an eine bestimmte spektrale Empfindlichkeitsfunktion angenähert wird, eine Lichtaufnahmesensorgruppe mit mehreren Lichtaufnahmesensoren, die die durch die mehreren Farbfilter hindurchgetretenen Strahlenbündel aufnehmen, und die elektrische Signale ausgibt, indem die mehreren Lichtaufnahmesensoren jeweils ein elektrisches Signal entsprechend dem aufgenommenen Strahlenbündel ausgeben, und einen Ableitungsmechanismus, der einen Messwert, der der Spektralverteilung der gemessenen Strahlenbündel entspricht, aus den elektrischen Signalen ableitet.
Messgerät nach Anspruch 1, wobei es sich bei den mehreren Farbfilter jeweils um Interferenzfilter handelt, wobei der Ableitungsmechanismus, wenn eine Wellenlängenabweichung von einer spektralen Empfindlichkeit, die als Referenz für die von einem einzelnen Farbfilter erzielte spektrale Empfindlichkeit dient, die Wellenlängenabweichung des Farbfilters ist, eine Gewichtung der Größe des Beitrags eines einzelnen elektrischen Signals zu dem Messwert zwischen den elektrischen Signalen durchführt, derart, dass die Auswirkungen der Wellenlängenabweichung einzelner Farbfilter auf die relative spektrale Empfindlichkeit für einen Satz der Farbfilter einander aufheben.
Messgerät nach Anspruch 2, wobei der Ableitungsmechanismus einen Umwandlungsmechanismus zum Umwandeln der mehreren elektrischen Signale in jeweilige Signalwerte, um mehrere Signalwert zu erlangen, und einen Rechenmechanismus aufweist, um den Messwert aus den mehreren Signalwerten zu berechnen und eine Gewichtung durchzuführen, indem er Gewichtungskoeffizienten, die mit den einzelnen Signalwerten multipliziert werden, für die mehreren Signalwerte unterschiedlich festlegt.
Messgerät nach Anspruch 3, wobei, wenn eine Differenz nach Abzug der charakteristischen Wellenlänge der spektralen Referenzempfindlichkeit von der charakteristischen Wellenlänge der durch ein einzelnes Farbfilter erzielten spektralen Empfindlichkeit der Wellenlängenfehler des Farbfilters ist, ein Satz Produkte der Multiplikation eines Gewichtungskoeffizienten, der mit einem Signalwert multipliziert wird, der erlangt wird, indem ein elektrische Signal, das von einem Lichtaufnahmesensor ausgegeben wird, der ein Strahlenbündel aufnimmt, das durch den einen Farbfilter getreten ist, mit den Wellenlängenfehlern der einzelnen Farbfilter, für die mehreren Farbfilter einander aufhebt.
Messgerät nach Anspruch 2, wobei der Ableitungsmechanismus einen Verstärkungsmechanismus, der durch Verstärken der mehreren elektrische Signal mehrere verstärkte elektrische Signal erlangt und eine Gewichtung durchführt, indem er die Verstärkung für ein jeweiliges elektrisches Signal für die mehreren elektrischen Signalen unterschiedlich festlegt, einen Umwandlungsmechanismus, der die mehreren verstärkten elektrischen Signale in Signalwerte umwandelt und dadurch mehrere Signalwerte erlangt, und einen Rechenmechanismus aufweist, der den Messwert aus den mehreren Signalwerten berechnet.
Messgerät nach Anspruch 2, wobei der Ableitungsmechanismus einen Verstärkungsmechanismus, der durch Verstärken der mehreren elektrische Signal mehrere verstärkte elektrische Signal erlangt und eine Gewichtung durchführt, indem er die Verstärkung eines jeweiligen elektrischen Signals für die mehreren elektrischen Signalen unterschiedlich festlegt, eine Vereinigungsschaltung, die durch Vereinen der mehreren verstärkten elektrischen Signale vereinte elektrische Signale erlangt, einen Umwandlungsmechanismus, der das vereinte elektrische Signal in einen Signalwert umwandelt, und einen Rechenmechanismus aufweist, der den Messwert aus dem Signalwert berechnet.
Messgerät nach Anspruch 5 oder 6, wobei, wenn eine Differenz nach Abzug der charakteristischen Wellenlänge der spektralen Referenzempfindlichkeit von der charakteristischen Wellenlänge der durch ein einzelnes Farbfilter erzielten spektralen Empfindlichkeit der Wellenlängenfehler des Farbfilters ist, ein Satz Produkte der Multiplikation einer Verstärkung beim Verstärken des elektrische Signals, das von einem Lichtaufnahmesensor ausgegeben wird, der ein Strahlenbündel aufgenommen hat, das durch einzelne Farbfilter hindurchgetreten ist, mit den Wellenlängenfehlern der einzelnen Farbfilter einander aufhebt.
Messgerät nach Anspruch 1, wobei die mehreren Farbfilter jeweils Interferenzfilter sind, wobei ein Satz Wellenlängenfehler für die mehreren Farbfilter, um die von den einzelnen Farbfiltern erzielte relative spektrale Empfindlichkeit von einer spektralen Referenzempfindlichkeit abweicht, einander aufheben.
Messgerät nach Anspruch 8, wobei, wenn eine Differenz nach Abzug der charakteristischen Wellenlänge der spektralen Referenzempfindlichkeit von der charakteristischen Wellenlänge der durch ein einzelnes Farbfilter erzielten spektralen Empfindlichkeit der Wellenlängenfehler des Farbfilters ist, ein Satz Wellenlängenfehler der einzelnen Farbfilter für die mehreren Farbfilter einander aufhebt.
Messgerät nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Ableitungsmechanismus einen Umwandlungsmechanismus, der die mehreren elektrischen Signal jeweils in einen Signalwert umwandelt, um mehrere Signalwerte zu erlangen, und einen Rechenmechanismus aufweist, der den Messwert aus den mehreren Signalwerten berechnet.
Messgerät nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Ableitungsmechanismus eine Vereinigungsschaltung zum Vereinen der mehreren elektrischem Signale, um ein vereintes elektrisches Signal zu erlangen, einen Umwandlungsmechanismus, der das elektrische Signal in einen Signalwert umwandelt, und einen Rechenmechanismus aufweist, der den Messwert aus dem Signalwert berechnet.
Messgerät nach einem der Ansprüche 4, 7 oder 9, wobei die charakteristische Wellenlänge eine zentrale Wellenlänge, eine Spitzenwellenlänge oder eine radiale Wellenlänge ist.
Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner aufweisend ein Optiksystem zum Abbilden eines gemessenen Strahlenbündels an einer Abbildungsposition, wobei der Teilungsmechanismus ein Faserbündel ist, wobei das Faserbündel ein Einstrahlungsende aufweist, in das das Strahlenbündel eingestrahlt wird, und mehrere Abstrahlungsenden aufweist, die jeweils die mehreren Strahlenbündel abstrahlen, wobei das Einstrahlungsende entfernt von der Abbildungsposition angeordnet ist, und die mehreren Strahlenbündel allesamt durch die Farbfilter hindurchtreten und die durch die Farbfilter hindurchgetretenen Strahlenbündel allesamt von dem Lichtaufnahmesensor aufgenommen werden.
Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Teilungsmechanismus ein durchlässiges Streuelement ist, durch das das gemessene Strahlenbündel hindurchtritt, und das durch Streuen des hindurchgetretenen Strahlenbündels die mehreren Strahlenbündel erlangt.
Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Teilungsmechanismus ein reflektierendes Streuelement ist, das das gemessene Strahlenbündel reflektiert, und das durch Streuen des reflektierten Strahlenbündels die mehreren Strahlenbündel erlangt.
Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die spektrale Empfindlichkeitsfunktion die relative spektrale Standardhellempfindlichkeit ist.
Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die mehreren Strahlenbündel erste mehrere Strahlenbündel sind, wobei der Teilungsmechanismus ferner zweite mehrere Strahlenbündel und dritte mehrere Strahlenbündel erlangt, wobei das Farbfilter ein erstes Farbfilter ist, wobei die mehreren Farbfilter erste mehrere Farbfilter sind, wobei die spektrale Empfindlichkeitsfunktion eine x-Komponente einer Farbabgleichsfunktion ist, wobei die Farbfiltergruppe eine erste Farbfiltergruppe ist, wobei der Lichtaufnahmesensor ein erster Lichtaufnahmesensor ist, wobei die mehreren Lichtaufnahmesensoren erste mehrere Lichtaufnahmesensoren sind, wobei die Lichtaufnahmesensorgruppe eine erste Lichtaufnahmesensorgruppe ist, wobei das elektrische Signal ein erstes elektrisches Signal ist, wobei die mehreren elektrischen Signal erste mehrere elektrische Signal sind, wobei der Messwert ein Stimuluswert X ist, wobei der Ableitungsmechanismus ein erster Ableitungsmechanismus ist, ferner aufweisend: eine zweite Farbfiltergruppe, die zweite mehrere Farbfilter aufweist, die jeweils zweite mehrere Strahlenbündel durchlassen, wobei die durch die zweiten mehreren Farbfilter erzielte relative spektrale Empfindlichkeit an eine y-Komponente der Farbabgleichsfunktion angenähert wird, eine zweite Lichtaufnahmesensorgruppe mit zweiten mehreren Lichtaufnahmesensoren, die durch die zweiten mehreren Farbfilter hindurchgetretene jeweilige Strahlenbündel aufnehmen, und die zweite mehrere elektrische Signale ausgibt, indem die zweiten mehreren Lichtaufnahmesensoren jeweils ein zweites elektrisches Signal entsprechend dem aufgenommenen Strahlenbündel ausgeben, einen zweiten Ableitungsmechanismus, der entsprechend der Spektralverteilung des gemessenen Strahlenbündels einen Stimuluswert Y aus den zweiten mehreren elektrischen Signal ableitet, eine dritte Farbfiltergruppe, die dritte mehrere Farbfilter aufweist, die jeweils dritte mehrere Strahlenbündel durchlassen, wobei die durch die dritten mehreren Farbfilter erzielte relative spektrale Empfindlichkeit an eine z-Komponente der Farbabgleichsfunktion angenähert wird, eine dritte Lichtaufnahmesensorgruppe mit dritten mehreren Lichtaufnahmesensoren, die durch die dritten mehreren Farbfilter hindurchgetretene jeweilige Strahlenbündel aufnehmen, und die dritte mehrere elektrische Signale ausgibt, indem die dritten mehreren Lichtaufnahmesensoren jeweils ein drittes elektrisches Signal entsprechend dem aufgenommenen Strahlenbündel ausgeben, und einen dritten Ableitungsmechanismus, der entsprechend der Spektralverteilung des gemessenen Strahlenbündels einen Stimuluswert Z aus den dritten mehreren elektrischen Signal ableitet.
Verfahren zum Herstellen eines Messgeräts, folgende Schritte aufweisend: Vorbereiten von Farbfiltern, die Kandidatenfarbfilter für die mehreren Farbfilter des Messgeräts nach Anspruch 1 sind, Messen einer Wellenlängenabweichung der relativen spektralen Empfindlichkeit der vorbereiteten Farbfilter von einer relativen spektralen Referenzempfindlichkeit, Auswählen von mehreren Farbfiltern zur Benutzung als die mehreren Farbfilter des Messgeräts nach Anspruch 1 durch Auswählen von Farbfiltern mit einer Wellenlängenabweichung, die für die mehreren Farbfilter des Messgeräts nach Anspruch 1 geeignet sind, aus den vorbereiteten Farbfiltern, und Zusammenbauen des Messgeräts nach Anspruch 1 unter Benutzung der ausgewählten mehreren Farbfilter als die mehreren Farbfilter des Messgeräts nach Anspruch 1.