DE2417399C3 - Gerät zur Messung inhomogener optischer Strahlung - Google Patents

Gerät zur Messung inhomogener optischer Strahlung

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Description

ίο Die Erfindung betrifft ein Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Mit den Partialfilteranordnungen solcher Geräte werden Strahlungen nach vorgegebenen spektralen Empfindlichkeitsfunktionen, z. B. V(A) =y(A), * (Λ),ζ"(λ), Erythemkurve, Phytourve bewertet.
Eine u.U. wesentliche Fehlerquelle bei solchen Anordnungen besteht in der durch die Partialfilterung bedingten Ortsabhängigkeit der spektralen Empfindlichkeit, die nur bei einer spektral und absolut völlig gleichmäßigen Bestrahlung auf der wirksamen Empfängereintrittsfläche vermieden werden kann. In der Praxis kann diese Bedingung oft nicht eingehalten werden, z. B. bei Lichtstärkemessungen von Scheinwerfern aller Art, insbesondere wenn deren Abschlußscheiben strukturiert sind. Eine weitere Fehlerquelle kann die nicht cosinusgetreue Bewertung schrägeinfallender Strahlung sein.
Es sind deshalb schon verschiedene Anordnungen bekanntgeworden, die diese und andere Nachteile vermindern sollen. So ist es bekannt, eine Trübglasscheibe auf den Empfänger zu legen. Weiterhin ist es bekannt, die Strahlungsquelle in mit diffuser Innenoberfläche versehenen sogenannten Ulbricht-Kugeln — etwa in deren Mitte — und die Meßanordnung hinter einem Schatter in der Wand der Kugel anzuordnen.
J5 Auch ein zylindrischer Vorsatz oder ein Vorsatz, meist eine Kugel, bei der die Ein- und Austrittsöffnung einen Winkel von 90° zueinander bilden, ist bekannt; eventuell ist in dem Vorsatz seitlich noch ein Schatter angebracht. Diese Anordnung dient meist dazu, durch Drehen der Kugel die Strahlung von zwei verschiedenen Strahlungsquellen nacheinander in ein Meßgerät zu geben. Kugeln mit offener Eintrittsöffnutig und gegenüberligender Austrittsöffnung, zwischen denen sich ein kegelförmiger, strahlungsundurchlässiger Schatter be-
<t5 findet, um die einfallende Strahlung möglichst getreu dem Kosinus des Einfallswinkels zu bewerten, sind ebenfalls bereits verwendet worden.
Aus G-I-T, Fachzeitschrift für das Laboratorium, 17. Jahrgang (1973) Heft 10, S. 1012-1017, ist ein Vorsatz
so für ein Strahlungsmeßgerät bekannt, bei dem zur Messung der Strahlung verschiedene Filter vor einem Empfänger angeordnet sind. Der Vorsatz besteht entweder aus einer Ulbrichtkugel, d. h. einem Hohlkörper mit diffus reflektierender Innenoberfläche und einer Eintritts- und Austrittsöffnung, oder einer Quarzmattscheibe. Eine Quarzmattscheibe als Vorsatz bringt zwar eine Verbesserung im Hinblick auf gleichmäßige Ausleuchtung, ergibt aber wegen der Wellenlängenabhängigkeit der Streuindikatrix eine unzulässig hohe Verschiebung der spektralen Empfindlichkeit. Durch eine Kugel als Vorsatz wird eine spektrale Mischung nur erreicht, wenn die öffnungen der Kugel hinreichend klein sind, was sich aus Intensitätsgründen nicht durchführen läßt.
br> Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß eine besonders homogene Verteilung der auf die Filter fallenden Strahlung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst
Durch den lichtstreuenden transparenten Körper, vorzugsweise eine Trübglasscheibe, vor der Eintrittsöff- ■; nung wird erreicht, daß die Strahlung bereits diffus gestreut in den Hohlkörper eintritt ur,d nochmals durch den Belag, vorzugsweise auf der Basis von Bariumsulfat, auf der inneren Oberfläche des Hohlkörpers diffus auf die Filter des Meßgerätes reflektiert wird. Somit werden Winkelab'rSngigkeiten sowie räumliche Inhomogenitäten der spektralen Verteilung der einfallenden Strahlung fast vollständig eliminiert und die durch die Austrittsöffnung auf die Meßanordnung fallende Strahlung weitestgehend homogenisiert. Durch die reflektie- ti rend ausgebildete Umrandung des lichtstreuenden transparenten Körpers wird verhindert, daß ein Teil der Strahlung an der Schmalseite dieses Körpers oder an seiner Halterung verlorengeht und die cosinus-getreue Bewertung negativ beeinflußt wird.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein selektiv reflektierender Belag auf der Innenoberfläche des Hohlkörpers ist z. B. dann von Vorteil, wenn eine spektrale Abhängigkeit der Meßanordnung auszugleichen oder eine spektrale Bewertungsfunktion zu realisieren ist. Die Anordnung eines Schatters etwa in der Mitte zwischen den beiden Öffnungen unterstützt zusätzlich die Homogenisierung der Strahlung. Durch Verwendung einer Lochblende kann insbesondere die Eintrittsöffnung bei gleichbleibender Größe des Hohlkörpers und der Partialfilterung vor der Meßanordnung verkleinert werden. Dadurch sind z. B. Licht- und Farbmessungen von kleinen Rächen gleicher oder ungleichmäßger Farbe und Leuchtdichte erstmals nach dem Partialfilterverfahren exakt und ieicht durchzuführen, wie z. B. Messungen kleiner Teilflächen von Fernseh-Bildschirmen durch Aussetzen des kompletten Meßgerätes auf die leuchtende Fläche oder derartige Messungen an Fahrzeugscheinwerfern, Signallichtern oder dergleichen.
Anhand der Figur wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Ein kugelförmiger Hohlkörper 1 besitzt eine Eintrittsöffnung 2 und eine dieser gegenüberliegenden Austrittsöffnung 3.
Der Durchmesser der Kugel beträgt etwa 10 bis 25 cm. In der Eintrittsöffnung 2 befindet sich eine Opalglasscheibe 4 als lichtstreuender Körper, die von hochreflektierenden Teilen 5 gehalten wird oder selbst an ihrer Schmalseite über den ganzen Umfang mit einem hochreflektierenden Belag versehen ist. Anliegend an die Austrittsöffnung ist das Meßgerät angeordnet, das aus der Partialfilterung 6, d. h. hinter- und/oder nebeneinander angeordneten Farbfilterkombinationen, und dem fotoelektrischen Empfänger 7, z. B. einem Silizium-Fotoelement, besteht. Annähernd in der Mitte des Hohlkörpers befindet sich der Schatter 8, z. B. eine Trübglas- oder Opalglasscheibe. Die Innenwand des Hohlköprpers 1 ist mit einer lichtstreuenden weißen oder hellgrauen Schicht 9 auf Bariumsulfat-Basis mit einem Reflexionsgrad ρ<75% bedeckt. Die Schicht 9 kann aber evtl. auch farbig sein, wenn es für den Spektralangleich günstig ist. Vor der Eintrittsöffnung 2 befindet sich die Lochblende 10 mit einer der zu messenden Fläche angepaßten Öffnung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:
1. Gerät zur Messung inhomogener optischer Strahlung mit
a) einem photoelektrischen Empfänger,
b) einem im Strahlengang vor dem Empfänger angeordneten Hohlkörper, der eine diffus reflektierende Innenoberfläche, eine Strahlungseintrittsöffnung und eine Strahlungsaustrittsöffnung besitzt,
c) einer Anzahl von Filtern, die zwischen der Strahlungsaustrittsöffnung und dem Empfänger hinter- und/oder nebeneinander angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
d) die Strahlungseintrittsöffnung (2) des Hohlkörpers (1) von einem lichtstreuenden transparenten Körper (4) mit einer reflektierend ausgebildeten Umrandung abgedeckt ist,
e) vor dem Körper (4) eine Lochblende (10) angeordnet ist, und
f) die Strahlungsauslrittsöffnung (3) des Hohlkörpers (1) der Strahlungseintrittsöffnung gegenüberliegt.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) ein Ellipsoid ist, bei dem die Strahlungsöffnungen in der Längsachse angeordnet sind.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) eine Kugel ist.
4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) ein Zylinder ist, bei dem die Strahlungsöffnungen in der Längsachse angeordnet sind.
5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) ein regelmäßiger Vielflächner ist, vorzugsweise ein Kubus oder Quader.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Strahlungseintrittsöffnung (2) des Hohlkörpers (1) abdeckende lichtstreuende transparente Körper (4) eine Trübglasscheibe ist.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trübglasscheibe (4) auf ihrer Schmalseite über den ganzen Umfang mit einem hochreflektierenden Belag versehen ist.
8. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trübglasscheibe (4) an ihrem Rand in einer mit einer hochreflektierenden Oberfläche versehenen Halterung (5) gefaßt ist.
9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenoberfläche des Hohlkörpers (1) mit einer diffus reflektierenden Schicht (9), vorzugsweise auf der Basis von Bariumsulfat, bedeckt ist.
10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die innenoberfläche des Hohlkörpers (1) mit einer selektiv reflektierenden Schicht bedeckt ist.
11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Strahlungsöffnungen (2, 3) in der Nähe der Mitte des Hohlkörpers (1) ein Schatter (8) angeordnet ist.
12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schatter (8) eine zu den
Strahlungsöffnungen (2,3) parallele Scheibe ist.
13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schatter (8) durchscheinend und lichtstreuend, vorzugsweise eine Trübglasscheibe, ist.
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