-
Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Optimalfarben Nachdem
S c h r o e d i n g e r gezeigt hatte, daß sich jeder Punkt des Farbendreiecks seinem
Farbwerte nach als sogenannte Optimalfarbe, d. h. als eine Mischung von Teilen eines
Spektrums darstellen lädt, bei denen die zu allen beteiligten Wellenlängenwerten
gehörenden Farben mit voller Intensität auftreten, wobei im ganzen Spektrum höchstens
zwei Übergänge von der vollen Intensität zur Intensität Null vorhanden sind, hatte
R o e s c h ein Gerät angegeben, mit welchem man zur Darstellung solcher Optimalfarben
in einem durch irgendeine Dispersionsvorrichtung entworfenen Spektrum eine beliebigeAusblendung
entsprechend den Schroedingerschen Angaben vornehmen konnte. Er benutzte dabei eine
in einer scharfen Spitze auslaufende keilförmige Blende, bei der jedoch die Nichtparallelität
der Blendenkanten nur dann zu vernachlässigen war, wenn das Spektrum von geringer
Höhe war.
-
Zur Erzielung möglichst großer Helligkeit der erzeugten Optimalfarben
ist es aber notwendig, Spektren von möglichst großer Höhe anzuwenden. Diese Anforderung
wird vom Gegenstande der Erfindung erfüllt, der in einem Verfahren und einer Vorrichtung
zur Ausübung desselben besteht, bei welchen die Höhe des zu benutzenden Spektrums
im allgemeinen keinen Einschränkungen unterworfen ist. Man geht dabei von dem Grundgedanken
aus, neben der Abblendung der Enden des Spektrums zur Erzeugung der Optimalfarben
aus Mittelpigmenten eine geeignete Umordnung der durch ihre Wellenlängenwerte bestimmten
Spektralfarben vorzunehmen, bei der die auszuscheidenden Farben an die Enden des
Spektrums gebracht werden, so daß man die Optimalfarben aus Mittelfehlpigmenten
durch Mischung der Farben des umgeordneten Spektrums nach entsprechender Abblendung
der Enden desselben erzeugen kann. Dieser Gedanke lädt sich unter Benutzung zweier
von den Enden eines Spektrums aus entlang desselben verschiebliclien Blenden und
einer optischen Einrichtung zur .Mischung der Spektralfarben verwirklichen, indem
man erfindungsgemäß das dem Spektrum zugehörende Strahlenbündel durch optische Mittel
in zwei Teilstrahlenbündel zerlegt, von denen jedes mir einem Teile des gesamten
Wellenlängenbereiches der Spektralfarben entspricht, und diese beiden Teilstrahlenbündel
durch weitere optische Mittel wieder so vereinigt, daß beide im Sinne der Längsrichtung
des Spektrums umgekehrt aneinanderstoßen, so daß mit Blenden, die von den Enden
dieses wieder zusammengefügten Spektrums aus in den Strahlengang geschoben werden,
mittlere Gebiete aus dem gesamten Wellenlängenbereich der Spektralfarben abgeblendet
werden. Die Mischung der Farben des nicht abgeblendeten Teiles des Spektrums kann
zur Erzeugung der zu Vergleichsmessungen geeigneten Optimalfarbe alsdann in beliebiger
Weise, beispielsweise, wie auch bei R o e s c h geschehen, mittels einer am Orte
des Spektrums vorgesehenen Linse erfolgen.
Zur Ausübung des beschriebenen
Verfahrens empfiehlt es sich, ein Gerät zu benutzen, welches mit folgenden neuen
Einrichtungen ausgestattet ist. Zur Zerlegung des zu dem ursprünglichen Spektrum
gehörenden Strahlenbündels dient ein brechendes Doppelpriskna, welches in der Längsrichtung
des Spektrums entlang der Ebene der Blenden verschieblich ist, die zur Einstellung
der Mittelpigmente dienen, und dessen Dachkante parallel zur Blendenebene und senkrecht
zur Verschiebungsrichtung steht. Ein zweites in den Strahlengang geschaltetes brechendes
Doppelprisma, dessen Dachkante ungefähr gegenüber der Mitte der Spektrums parallel
zur Dachkante des erstgenannten Prismas liegt, bewirkt die Wiedervereinigung der
beiden Teilstrahlenbündel zu einem Spektrum, wobei sie durch ein optisches System
in sich umgekehrt werden. In den zu den umgekehrten Teilstrahlenbündeln gehörenden
Strahlengang ist ein verschiebliches Blendenpaar zur Abblendung der Enden des aus
beiden Teilstrahlenbündeln zusammengefügten Spektrums eingeschaltet.
-
Die Wirkung des neuen Gerätes besteht also darin, daß ein den gesamten
Bereich der Spektralfarben umfassendes Spektrum in ein anderes mit gleichem Bereiche
verwandelt wird, welches durch Zusammensetzung der beiden durch einen an beliebiger
Stelle geführten Schnitt voneinander gelösten Teile des ursprünglichen Spektrums
nach ihrer Umkehrung entsteht, wobei durch je ein in der Ebene der Spektren verschiebliches
Blendenpaar die Enden der Spektren abgeblendet werden können. Von den Blendenpaaren
hat dabei jeweils nur eins in Wirkung zu treten, um den Spektralbereich zu ergeben,
dessen Farben durch Mischung der zugehörigen Lichtstrahlen eine Optimalfarbe ergeben.
-
Während es bekanntlich nötig ist, daß die am Orte des ursprünglichen
Spektrums zur Erzeugung von Mittelpigmenten verschieblichen Blenden unabhängig voneinander
beweglich sind, genügt für das zweite Blendenpaar ein unveränderlicher Abstand beider
Blenden mit gemeinsamerBeweglichkeit, d. h. dieses Blendenpaar kann zu einer einzigen,
in ihrer Ebene verschiebliche Blende vereinigt sein, deren Blendenöffnung eine Weite
mindestens von der Länge des zusammengefügten Spektrums haben muß. Durch Verschieben
dieser Blende wird dann je nach der Verschiebungsrichtung eins der Enden des zusammengefügten
Spektrums beschnitten. Auf diese Weise werden, auf das ursprüngliche Spektrum bezogen,
Mittelpigmente ausgeschieden, deren einer Grenzwert jeweils mit dem an beliebiger
Stelle geführten Schnitt zusammenfällt, und es bleiben die Mittelfehlpigmente wirksam.
Der Schnitt wird durch die Lage der Dachkante des beweglichen brechenden Doppelprismas
bestimmt. Es ist deshalb zweckmäßig, eine Anzeigevorrichtung an diesem Prisma vorzusehen,
welche die Verschiebungen des Prismas in Wellenlängenwerten der zugehörigen Spektralfarben
angibt. Eine ähnliche Anzeigevorrichtung, an der zum zusammengefügten Spektrum gehörenden
Blende angebracht, erleichtert deren Einstellung.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem
Mittelschnitt dargestellt. Das Gerät ist in einem dreiteiligen Gehäuse i, 2, 3 eingebaut.
Am Ende des Gehäuseteils i ist eine Lichtquelle 4 eingesetzt, die mit einer Sammellinse
5 einen Kollimator bildet. Das von diesem Kollimator ausgesandte parallelstrahlige
Lichtbündel beleuchtet ein lichtdurchlässiges Beugungsgitter 6 mit senkrecht zur
Zeichenebene stehenden Gitterlinien und wird von dem Gitter 6 in seine farbigen
Bestandteile aufgelöst. Das Ende des Gehäuseteiles i ist demgemäß um den mittleren,
mit r) bezeichneten Winkel des dem primären Spektrum zugehörenden Beugungswinkels
geneigt gegen die Längsachse des übrigen Teiles des Gehäuses angeordnet. Von dem
entstehenden Spektrum entwirft eine Sammellinse 7 ein Bild in der Ebene zweier entlang
derselben verschieblichen Blenden 8, g. Die Blenden 8, g sind mit Verzahnung versehen,
in die Triebrädchen i o, i i eingreifen, die von außerhalb des Gehäuseteils i auf
ihren Achsen angeordneten Handrädchen 12, 13 aus drehbar sind. An den Handrädchen
12, 13 sind Wellenlängenteilungen 14, 15 angebracht, zu denen je ein am Gehäuseteil
i vorgesehener Zeiger 16 bzw. 17 gehört.
-
Entlang der Blendenebene ist weiterhin ein brechendes Doppelprisma
18 mit zur Verschiebungsrichtung der Blenden 8, g senkrecht stehender Dachkante
ig so verschieblieh, daß die Dachkante ig in der Blendenebene wandert. Zur Bewegung
des Prismas 18 dient eine Druckschraube 2o, die entgegen dem Drucke einer Feder
21 arbeitet. Die Schraube 20 ist mit einem Handrädchen 22 versehen und trägt eine
Teilscheibe 23 mit einer Wellenlängenteilung 2q., zu-der ein am Gehäuseteil
i befestigter Zeiger 25 gehört.
-
In unmittelbarer Nachbarschaft des Prismas 18 liegt eine im Gehäuseteil
2 eingesetzte Sammellinse 26, der eine am anderen Ende des Gehäuseteils 2 umgekehrt
eingesetzte gleiche Sammellinse 27 entspricht, neben der ein dem Prisma 18 in dessen
Mittellage umgekehrt gleichendes brechendes Doppelprisma 28 mit Dachkante 29 gefaßt
ist. Die Brennweite der Linse 26 ist so gewählt, daß die als
Eintrittspupille
dienende freie Öffnung der Linse 7 in der Mitte des Abstandes der beiden Linsen
26 und 27 abgebildet wird. In dieser Bildebene liegt die Dachkante 30 eines
brechenden Doppelprismas 3 r parallel zu den Dachkanten r9 und 29. Das brechende
Doppelprisma 31 ist mit einer Sammellinse 32 verbunden; beide optischen Elemente
3r und 32 sind achromatisiert.
-
Die Dachkante 29 bestimmt eine zweite Blendenebene. Hier befindet
sich eine Blende 33, deren Blendenöffnung mit 34 bezeichnet ist, und die mittels
einer Schraube 35, an der außerhalb des Gehäuseteils 2 ein Handrädchen 36 nebst
einer mit einer Wellenlängenteilung 37 versehenen Teilscheibe 38 befestigt ist,
in ihrer Ebene verschieblich ist. Zur Teilung 37 gehört ein am Gehäuseteil e angebrachter
Zeiger 39.
-
Im Gehäuseteil 3 ist eine Mattscheibe ,4o eingesetzt, auf deren matter
Oberfläche d r die Linse 27 die durch die Dachkante 3 o bestimmte Bildebene der
Pupille 7 wiederum abbildet. Diese Oberfläche 41 liegt in der Brennebene eines Okulars
42.
-
Bei der bestimmungsgemäßen Benutzung des Gerätes zur Erzeugung einwandfreier
Optimalfarben ist es wichtig, daß die Pupille 7 auf der Mattscheibe .I0 ohne Dispersion
abgebildet wird. Das ist beim Ausführungsbeispiele dadurch erreicht, daß die brechenden
Doppelprismen 18 und 28 und die Linsen 26 und 27 symmetrisch zur Ebene der Dachkante
30 liegen, an der eine -Zwischenabbildung stattfindet, und daß ferner das Prisma
31 und die Linse 32 für sich achromatisiert sind.
-
Die beiden Blenden 8 und 9 lassen in ihrer äußersten Stellung eine
Öffnung frei, die der Gesamtlänge des hier abgebildeten sichtbaren Spektrums entspricht.
Durch Drehen der Handrädchen 12 und 13 können die Enden dieses Spektrums beschnitten
werden, wobei der jeweilige Grenzwert von den Zeigern 16 und 17 an den Teilungen
14 und 15 angezeigt wird. Die Linse 26, für sich genommen, würde aus den
so begrenzten Mittelpigmenten eine Mischfarbe ungefähr in der Ebene der Dachkante
3o erzeugen. Infolge der Einschaltung des Prismas r8 wird jedoch der Strahlengang
in zwei Strahlenbündel geteilt, deren eins in der Zeichnung angegeben ist. Die Lage
des Teilschnittes richtet sich nach der Lage der Dachkante r9 zum Spektrum und ist
durch Drehen der Schraube 2o mit Hilfe des Handrädchens 2 2 einstellbar, wobei der
entsprechende auf das Spektrum bezogene Wellenlängenwert vom Zeiger 25 auf der Teilung
2:I angezeigt wird. Infolge der Teilung des Strahlenganges entstehen in der Ebene
der Dachkante 3o zwei Zwischenabbildungen der Pupille 7, die in der Zeichnung durch
gestrichelte Angabe ihrer Durchmesser A.3 und d..I angedeutet sind. Die Linse 32
bildet die beiden durch die Dachkante r9 getrennten Teile des in der Ebene der Blenden
8, 9 gelegenen Spektrums in der Blendenebene 34 umgekehrt ab, wobei das Prisma 3
r dafür sorgt, daß auch die gegenseitige Lage der beiden Spektrenteile vertauscht
wird. Bei dem in der Blendenebene 34 entworfenen Spektrum stoßen daher bei geeigneter
Wahl der Glassorten und Prismenwinkel diejenigen Spektralfarben aneinander, die
den Enden des bei den Blenden 8, 9 gelegenen Spektrums entsprechen. Anderseits gehören
die Spektralfarben der Enden des in der Blendenebene 34 gelegenen Spektrums ztt
der Wellenlänge, die durch die jeweilige Lage der Dachkante r9 bestimmt ist.
-
Durch Drehen der Schraube 35 mit dem Handrädchen 36 wird die Blende
33 in ihrer Ebene verschoben. Diese Verschiebung bewirkt eine Beschneidung des hier
gelegenen Spektrums an einem seiner Enden, also eine Abblendung von Mittelpigmenten
des ursprünglichen Spektrums. Es bleiben daher noch Mittelfehlpigmente wirksam,
nämlich alle Spektralfarben mit Ausnahme derjenigen des durch die Dachkante r 9
und die gerade in Wirkung getretene Blendenkante der Blende 33 bestimmten Wellenlängenbereiches.
-
Die Länge des in der Blendenebene 34 bei geöffneten Blenden 8 und
9 entworfenen Spektrums entspricht der Öffnung der Blende 33. Die Enden des sichtbaren
Spektrums werden bei allen Lagen des Prismas 18 in der Dachkante 29 abgebildet;
es gehört deshalb zu jeder Lage der Blende 33 nur ein Wellenlängenwert, bis zu dem
(von der Schnittstelle durch die Dachkante r9 aus) das in der Blendenebene 34 gelegene
Spektrum bedeckt wird. Die Teilung 37 ist so geeicht, daß die durch die Lage der
Blende 33 bestimmten Wellenlängenwerte jeweils am Zeiger 39 angezeigt werden.
-
Die Linse 27 in Gemeinschaft mit dem Prisma 28 bildet die beiden Pupillen
.I3, .LI auf der Oberfläche 41 der Mattscheibe .Io, und zwar in gegenseitiger Deckung
ab. Diese Pupillenfläche erscheint mit derjenigen Optimalfarbe beleuchtet, die der
durch die Linse 27 bewirkten :Mischung der durch die Blende 33 freigelassenen Spektralfarben
entspricht und die je nach der in Wirksamkeit getretenen Blende eine Optimalfarbe
aus Mittelpigmenten oder aus Mittelfehlpigmenten ist.
-
Soll das Gerät zu Vergleichsmessungen benutzt werden, dann kann es
in bekannter Weise zu einem Doppelgerät ausgebaut werden, bei dem am Orte der Mattscheibe
.4o die zu untersuchende Farbe und die als Ver-