DE722965C - Verfahren zum Vergleichen von Helligkeiten - Google Patents

Verfahren zum Vergleichen von Helligkeiten

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DE722965C
DE722965C DEO23257D DEO0023257D DE722965C DE 722965 C DE722965 C DE 722965C DE O23257 D DEO23257 D DE O23257D DE O0023257 D DEO0023257 D DE O0023257D DE 722965 C DE722965 C DE 722965C
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DE
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brightness
stripes
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brightnesses
decreasing
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Expired
Application number
DEO23257D
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English (en)
Inventor
Dr Hans E J Neugebauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HANS E J NEUGEBAUER DR
Original Assignee
HANS E J NEUGEBAUER DR
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/10Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
    • G01J1/12Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void using wholly visual means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Description

  • Verfahren zuin Vergleichen von Helligkeiten Befm Vergleichen von Lichtquellen hat der Beobachter eines Vergleichsfeldes die Aufgabe, die Helligkeiten einzelner Gebiete abzuschätzen und iz. B. die eine der beiden Lichtquellen so lange zu verändern, bis die den beiden Lichtquellen zugeordneten Gebiete gleich hell sind. Da das Auge bei kleinen Helligkeitsunterschieden nicht sehr empfindlich ist, ist auch die Einstellung auf gleiche Helligkeit mit verhältnismäßig starken Fehlern behaftet.
  • Es ist auch bekannt, die beiden zu vergleichenden Gebiete nicht auf genau gleiche Helligkeit einzuregeln, sondern durch Hinzunahme von Teilgebieten verminderter Helligkeit einen Kontrast zu erzeugen, der in beiden Hälften des Vergleichsfeldes gleich groß erscheinen muß. Da es sich auch hier um ein Abschätzen und Vergleichen von Helligkeiten handelt, ist insbesondere bei Lichtquellen verschiedener Farbe eine Messung nur fehlerhaft möglich.
  • Bei einer anderen bekannten Einrichtung hat man zwischen zwei Streifen, die der zu messenden Helligkeit entsprechen, einen Streifen angeordnet, der von einer festen Lichtquelle beleuchtet wird und dessen Helligkeit von dem einen nach dem andern Ende stetig zunimmt. Beim Phototuetrieren sucht man die Stelle, an der die Helligkeit des mittleren Streifens mit der der beiden äußeren Streifen übereinstimmt.
  • Ferner ist ein Photometer bekannt, bei dem das Vergleichsfeld in eine größere Anzahl gleich breiter nebeneinanderliegender Streifen aufgeteilt ist, die abwechselnd den beiden Helligkeiten zugeordnet sind. Dabei ist die Helliglçeit längs der Streifen unverändert, und man stellt auf Verschwinden des Streifensystems ein.
  • Die Erfindung geht demzufolge von einem Verfahren zum Vergleichell von Helligkeiten gleicher oder ungleicher Farbe mit einem in mehrere nebeneinanderliegende, den beiden zu vergleichenden Helligkeiten abxvechselncl zugeordnete Streifen aufgeteilten Gesichtsfeld aus. Sie besteht darin, daß bei einem solchen Verfahren bei gleicher oder in Richtung der Streifen zu- bzw. abnehmender Streifenbreite und längs den Streifen zu- bzw. abnehmender Helligkeit oder bei gleichbleibender Helligkeit und in Richtung der Streifen zu- bzw. abnehmender Streifenbreite auf die senkrecht zur Streifenrichtung verlaufende Zone verminderter Erkennbarkeit der Streifen eingestellt wird. Es wird als im Vergleichsfeld eine Linie oder Zone verringerter Erkennbarkeit erzeugt, die ihre Lage ändert, wenn man die Helligkeit der einen Lichtquelle ändert.
  • Eine Beurteilung von Helligkeiten ist bei diesem Vergleichsfeld nicht mehr nötig, sondern es ist nur die Lage bzw. Grenze der Zone verringerter Erkennbarkeit zu bestimmen.
  • Die Verschiebung dieser Zone bzw. ihre Grenze ist aber wesentlidi genauer festzulegen als eine einfache Helligkeitsänderung und insbesondere eindeutig festzulegen.
  • Gleichheit der beiden zu vergleichenden Helligkeiten ist z. B. dann vorhanden, wenn die Grenzlinie eine bestimmte Stellung im Vergleichsfeld besitzt, eine NIascimalverschiebung erreicht hat oder wenn zwei derartige Grenzen zusammenfallen.
  • Die Erfindung wird an den Fig. I bis 6 näher erläutert.
  • In Fig. I ist ein Vergleichsfeld dargestellt, bei dem die den beiden Helligkeiten entsprechenden Streifen gleiche Breite besitzen und äquidistant angeordnet sind. Das eine Streifensystein I weist dabei überall gleiche Helligkeit auf, während das andere Streifensystem 2 von rechts nach links dunkler wird.
  • Die veränderliche Helligkeit kann entweder durch die in Fig. 2 dargestell+e Halbsdatteneinrichtung erhalten werden oder durch einen im Strahlengang eines der Lichtbündel passend liegenden Graukeil.
  • Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau eines Photometers, bei dem das in Fig. I dargestellte, aus mit Zwischenräumen angeordneten spiegelnden Streifen bestehende Vergleichsfeld 3 verwendet wird. 4 ist eine von der einen der zu vergleichenden Lichtquellen beleudtete zerstreuende Scheibe, beispielsweise aus Milchglas, während 5 eine von der anderen Lichtquelle beleuchtete ähnliche Scheibe darstellt. Zwischen der Scheibe 4 und dem Photometerfeld 3 ist eine weitere streuende Scheibe 6 vorgesehen, die von der Scheibe 4 her beleuchtet wird. Zwischen den beiden Scheiben steht die Blende 7, die einen Halbschatten und damit veränderlichen Helligkeitsverlauf der Scheibe 6 erzeugt. Durch \ erstellung der Blende 7 parallel und senkrecht zu ihrer Ebene kann sowohl die Lage der Helligkeitsverteilung auf der Scheibe G als auch die Steilheit des Helligkeitsabfalles verändert werden.
  • NVerden die Scheiben 4 bzw. 6 und 5 mit Licht angenähert gleicher Helligkeit beleuchtet, so zeigt das z. B. mit der Lupe 8 betrachtete Vergleichsfeld ineinanLdergesehachtelte Streifensysteme, von denen auf der rechte Seite des Gesichtsfeldes die Streifen 2 heller erscheinen als die Streifen I, während auf der linken Seite die Streifen I heller sind als die Streifen 2. In der Mitte des Gesichtsfeldes erscheint eine Zone 9 (vgl. Fig. I), in der die einzelnen Streifen nicht mehr vonein ander zu unterscheiden sind. Diese Zone ist auf beiden Seiten scharf gegen die aufgelösten Gebiete des Vergleichsfeldes abgegrenzt. NVi rd nun in bekannter Weise die Helligkeit einer der beiden Lichtquellen gegenüber der anderen verändert, so wandert die unaufgelöste Zone 9 innerhalb des Vergleicllsfeldes und kann beispielsweise mit einer im Gesichtsfeld vorgesehenen Njiarke 10 zum Zusammenfallen gebracht werden. Diese Marke wird durch Andern der Helligkeiten. und damit der Lage der Zone 9 vorzugsweise in die Mitte des unaufgelösten Bereiches gebracht, so daß dessen Grenzen von der Marke gleichen Abstand erhalten. Ist die Einstellung entsprechend vorgenommen, so besitzen die zu vergleichenden Lichtquellen ein durch die I&on stanzen des Instruments gegebenes Intensitatsverhältnis, vorzugsweise sind sie einander gleich.
  • Die rechts und links von der Zone gleicher Helligkeit liegenden Bereiche des Vergleichsfeldes sind deutlich voneinander verschieden so daß die nicht aufgelöste Zone auch dann eingestellt werden kann, xvenn die zu vergleichenden Helligkeiten verschiedene Farbe besitzen. Bei stark voneinander abweichenden Farben ist es jedoch oftmals vorteilhaft, den Vergleich nicht unmittelbar durchzuführen sondern eine Zwischenfarbe zu ver-enclen mit der die Helligkeiten einzeln verglichen werden. Vorzugsweise wird als Nrerleicblicht weißes oder schwach gelbliches Licht (Glühlampe) verwendet.
  • Bei der beschriebenen Photometereinrichtung ist das Vergleichsfeld 3 als Gitter ausgebildet, d. h. es besteht z.B. aus auf Glas aufgebrachten spiegelnden Streifen, zwi scheu denen freie Zwischenräume vorhanden sind.
  • Um den durch die Spiegelung bedingten Lichtverlust auszugleichen, kann man entweder die in den Strahlengängen eingeschalteten Scheiben und Blenden entsprechend wählen oder eine Spiegelung auch des durch das Vergleichsfeld 3 hindurchtretenden Strahlenbündels vornehmen. Man hat hierbei außerdem den Vorteil, die zu vergleichenden Lichtquellen auf entgegengesetzten Seiten des Photometers anordnen zu können.
  • Vorzugsweise bildet man das Photometer so aus, daß das eine der Vergleichsfelder, z.B. 4, von einer konstant brennenden Lampe beleuchtet wird Zwischen der Lampe und dem Feld 4 befinden sich an sich bekannte Lichtschwächungsmittel, wie sie auch in anderen Photometern Anwendung finden. Das andere Vergleichsfeld beleuchtet man zur Eichung mit einer Normallichtquell e bekannter Helligkeit. Durch Verstellen der genannten Lichtschwächungsniittel stellt man die nichtaufgelöste Zone des Vergleichsfeldes auf eine im Vergleichsfeld angebrachte Marke und bezeichnet die gefundene Einstellung der Lichtschwächungsmittel mit der Helligkeit der Eichlampe. Nachdem in solcher Weise das Photometer für einen genügend großen Helligkeitsbereich geeicht ist, kann ohne weiteres jede beliebige Lichtquelle gemessen werden. Dabei kann selbstverständlich in an sich bekannter Weise durch Graufilter, Rauchgläser u. dgl., die vor die eine oder andere Lichtquelle gestellt werden, der-Meßbereich weit nach oben und unten ausgedehnt werden.
  • Man erkennt, daß es bei dieser Ausbildung und Eichung ganz gleichgültig ist, wie stark die Lichtschwächungen im Gerät durch die verschiedene Ausbildung der Strahlengänge verschieden sind. Man kann aber einen weiteren Vorteil in der Weise erreichen, daß man 6 und 7 fortläßt und 4 an die Stelle von 6 bringt Auf der zu 4 gekehrten Seite von 3 bringt man einen Graukeil an, der seine Durchlässigkeit ändert, wenn man längs der Streifen geht. Man kann dann das neue Photometerfeld einfach in ein vorhandenes Photometer mit anderem Feld einbauen.
  • Man kann auch die Helligkeit in beiden Streifensystemen abnehmen lassen, im einen von links nach rechts, im anderen von rechts nach links. Will man dies ohne Halbschatteneinrichtung mit Graukeilen machen, so bringt man vorzugsweise auf der nach 4 gekehrten Seite von 3 einen Graukeil mit der Steigung a, auf der nach 5 gekehrten Seite einen entgegengesetzt verlaufenden Graukeil mit der Steigung 3a an. Das Vergleichsfeld- kann dann das im Schnitt in Fig. 5 dargestellte Aussehen erhalten, wobei der Deutlichkeit halber einige Abmessungen übertrieben sind: Auf der Glasplatte I3 befindet sich der Graukeil 14 mit der Steigung a, darauf das spie-3 gelnde Streifensystem, von dem im Schnitt nur der Streifen 15 dargestellt ist, und schließlich der Graukeil I6 mit der Steigunga.
  • Das Streifensystem kann vorteilhaft auch auf einem Lummer-Brodhun-Würfel ange bracht sein. Bei genügend kleiner Öffnung der Strahlenbündel kann man dann den oder die Graukeile auf den Eintrittsflächen des Würfels anordnen. Verwendet man zwei Keile, so erhalten sie entgegengesetzt gleiche Steigung.
  • Die vorstehenden Ausführungen über Eichung, Aufbau des Photometerfelldes usw. gelten sinngemäß auch für die andern Photometerfelder gemäß der Erfindung.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht eine Vorrichtung zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Vergleichsfeld, dessen Streifen keilförmig ausgebildet sind und sich zu einem vollständigen oder unvollständigen Stern ergänzen. Eine solche Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Sie besteht aus ineinandergeschachtelten keilförmigen Streifen 11 und 12, die sich zu einem vollständigen Stern ergänzen. Es ist natürlich auch möglich, einen unvollständigen Stern zu verwenden, bei dem nur wenige den zu vergleichenden Lichtquellen entsprechende Streifen ineinandergeschachtelt sind. Ein derartiges Vergleichsfeld mit zwei symmetrischen Teilen ist ili Fig. 4 dargestellt. Die Meßgenauigkeit ist jedoch bei Verwendung eines vollständigen Sterns größer.
  • Da bei den Vergleichsfeldern nach Fig. 3 oder 4 die einzelnen Streifen des Sterns in der Mitte am schmalsten sind, so bleibt diese Stelle bei geeignet gewählter Bemessung der Streifen stets unaufgelöst, während nach außen hin von einem bestimmten Radius ab die einzelnen Sektoren voneinander unterschieden werden können.
  • Denkt man sich beim Meßvorgang die Helligkeit des einen Streifensystems fest, die des anderen meßbar veränldert, so erkennt man, daß die Unterscheidbarkeit der beiden Streifensysteme um so größer ist, je größer der Helligkeitsunterschied ist, und um so kleiner, je kleiner der Helligkeitsunterschied.
  • Mit anderen Worten: Der Radius der unlaufgelösten Zone ist bei gleicher Helligkeit der Streifensysteme am größten. Die Größe dieses maximalen Radius hängt zwar von den Instrumentenkonstanten und der Sehschärfe des Auges ab (Er ist z. B. doppelt so groß bei halber Breite der Sektoren.) Aber unabhängig von den Instrumentenkonstanten und der Seh- .schärfe des Auges führt das Aufsuchen des größten Radius der unaufgelösten Zone stets zur Einstellung gleicher Helligkeit, auch wenn die Streifensysteme verschiedenfarbig beleuchtet werden, wenn also die zu messende Lichtquelle eine von der Vergleichslichtquelle abweichende Farbe hat. Sind die zu vergleichenden Lichtquellen genau gleichfarbig, so verschwindet der Stern bei gleicher Helligkeit natürlich ganz.
  • Wird ein Vergleichsfeld nach Fig. 3 als schräg stehender Spiegel ausgeführt, so wird vorteilhaft die Streifenbreite für die Sektoren in horizontalen, vertikalen und dazwischenliegenden Richtungen stetig verschieden gewählt, um die perspektivische Verzeichnung zu berücksichtigen, wenn der Beobachter den unaufgelösten Bezirk als Kreis sehen will. In diesem Fall gestattet die Photometereinrichtung z. B. Helligkeiten zu vergleichen, deren Absolutwerte in einem besonders großen Intervall liegen.
  • Um die Einstellgenauigkeit in der Näbe des Maximalradius zu verbessern, wird das Vergleichs feld vorteilhaft in mehrere aneinandergrenzende, vorzugsweise in zwei sektorförmige Gebiete geteilt. In einem Teil dieser Gebiete erhält das eine Sektorsystem gemäß weiterer Verbesserung der Erfindung etwas verminderte Helligkeit, indem z. B. ein Graufilter eingeschaltet wird, so daß die Grenzen der Bereiche verminderter Erkennbarkeit in den mit und ohne Graufilter versehenen Teilen zur Übereinstimmung gebracht werden könr nen. Bei einem vollständigen Stern gemäß Fig. 3 kann man z. B. vor die untere Hälfte ein für nur eine Lichtquelle wirksames Graufilter einschalten, während die obere Hälfte die zu vergleichenden Helligkeiten unmittelbar zu beobachten gestattet. Durch diese Schwächung einer Helligkeit in einem Teil des Gesichtsfeldes liegt die Einstellung, in der bei einer gleichmäßigen Änderung der Helligkeit der einen Lichtquelle die größte Ausdehnung der unaufgelösten Innenzone erreicht wird, für die Teile etwas verschieden. Bei gleichmäßiger Helligkeitssteigerung wird z.B. der Radius der Mittelzone in der unteren Hälfte noch immer größer, während er in der oberen Hälfte schon wieder abnimmt. Man kann jetzt sehr genau den Wert bestimmen, bei dem beide Radien genau einander gleich sind. Die zu vergleichenden Helliglseiten unterscheiden sich dann nur um einen Wert, der der Wurzel aus dem Schnvächungsverhältn is des eingeschalteten Graufilters entspricht.
  • Es ist aber nicht nötig, diesen Wert genau zu kennen, da es genügt, ein einziges Mal festzustellen, bei lvelcher Helligkeit der Photometerlampe Gleichheit der Radien eintritt, wenn sie mit einer bestimmten Normal lampe, z. B. der Hefnerlcerze, verglichen wird.

Claims (3)

  1. Ein derartiges Vergleichsfeld ist in Fig. 6 perspektivisch dargestellt. Auf einer Glasplatte befinden sich die spiegelnden Sektoren (Schrägschraffur), dazwischen die durchs ichtigen (punktiert gezeichneten) Sektoren. Auf der oberen Hälfte des Sterns ist das (im allgemeinen recht schwache) Graufilter angel bracht, so daß die durchsichtigen Sektoren oben dunkler als unten sind. (Es ist die Draufsicht auf die Platte von der Seite der Lichtquelle her gezeichnet.) PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Vergleichen von Helligkeiten gleicher oder ungleicher Farbe mit einem in mehrere nebeneinanderliegende, den beiden zu vergleichenden Helligkeiten abwechselnd zugeordnete Streifen aufgeteilten Vergleichs feld, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleicher oder in Richtung der Streifen zu- bzw. ahnehmender Streifenbreite und längs den Streifen zu- bzw. abnehmender Helligkeit oder bei gleichbleibender Helligkeit und in Richtung der Streifen zu- bzw. abnehmender Streifenbreite auf die senkrecht zur Streifenrichtung verlaufende Zone verminderter Erkennbarkeit der Streifen eingestellt wird.
  2. 2. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch I, gekennzeichnet durch ein Vergleichsfeld, dessen Streifen keilförmig ausgebildet sind und sich zu einem vollständigen oder unvollständigen Stern ergänzen.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der einen Helligkeit zugeordneten Streifen des Vergleichsfeldes in einem Sektor, insbesondere in einem Halbkreis, eine durch ein (schlvaches) Graufilter verminderte Helligkeit besitzen, so daß die Grenzen der Bereiche verminderter Erkennbarkeit in den mit und ohne Graufilter versehenen Teilen zur Übereinstimmung gebracht werden können.
DEO23257D 1937-11-06 1937-11-06 Verfahren zum Vergleichen von Helligkeiten Expired DE722965C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1260179B (de) * 1964-04-13 1968-02-01 Polaroid Corp Vergleichsphotometer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1260179B (de) * 1964-04-13 1968-02-01 Polaroid Corp Vergleichsphotometer

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