DE886818C - Verfahren und Vorrichtung zur Pruefung eines Lichtes - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung eines Lichtes Es ist bekannt, ein zu prüfendes Licht dadurch zu untersuchen, daß man zwei Spektralgebiete desselben mit Hilfe von Filtern oder Monochromatoren aussondert, beide Strahlungen durch bekannte Mittel, wie absorbierende Keile oder Blenden, auf gleiche Intensität bringt und diese Gleichheit mittels lichtelektrischer Zellen feststellt. Ferner ist es in der Photometrie bekannt, das Verhältnis der Strahlungsintensitäten verschiedenfarbiger Lichtquellen mit Hilfe der Fluoreszenz in der Weise zu bestimmen, daß man ein durch diese Lichtquellen in dem gleichen fluoreszierenden Stoff erregtes Fluoreszenzlicht, welches für beide die gleiche Farbe hat, unter Anwendung der bekannten Mittel zur Abgleichung visuell miteinander vergleicht. Die erstgenannte Methode hat den Nachteil, daß sie wegen der dazu erforderlichen apparativen Hilfsmittel nicht zur Entwicklung eines einfachen, handlichen und schnell zu bedienenden Gerätes führen kann.
• Die Erfindung geht ebenfalls von einem Verfahren zum Prüfen eines Lichtes durch Vergleich der Strahlungsintensitäten von zwei durch Filter ausgesonderten Gebieten seines Spektrums aus, bei welchem diese beiden Komponenten nach dem an sich bekannten Prinzip der Heranziehung der Fluoreszenz gleichfarbig gemacht werden. Die erwähnte bekannte Methode dafür ist aber in ihrer Anwendung dadurch beschränkt, daß die Strahlen, welche die Fluoreszenz eines Stoffes erregen, meist in einem nur eng begrenzten, dem kurzwelligen Teil des Spektrums angehörenden Bezirk liegen und daß Strahlen vom roten Ende des Spektrums überhaupt keine sichtbare Fluoreszenz erregen können.
• Das kennzeichnende Merkmal der Erfindung besteht nun darin, daß diese Beschränkungen und die damit verbundenen Nachteile dadurch beseitigt werden, daß die langwellige Komponente unver- andert gelassen und nur die kurzwelligere umgewandelt wird, und zwar in ein Fluoreszenzlicht, dessen Farbe der der langwelligeren Komponente möglichst ähnlich ist, daß ferner zur genaueren Vergleichbarkeit durch ein hinter dem Fluoreszenzkörper angeordnetes Filter das erregende Primärlicht absorbiert und außerdem die noch vorhandenen Farbunterschiede zwischen der unveränderten und der umgewandelten Komponente des Prüflichtes völlig beseitigt werden und ferner dem Licht der unveränderten Komponente eine dem Fluoreszenzlicht ähnliche Streuung erteilt wird, damit bei einer Änderung der Beleuchtungs- oder Einblickrichtung sich die Helligkeiten beider in gleicher Weise ändern.
• Zur praktischen Durchführung des Verfahrens ist auch eine möglichste Steigerung der Helligkeit der Fluoreszenz notwendig. Als besonders geeignet sowohl für durchfallendes als auch für auffallendes Licht wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dem verwendeten Träger (Gelatine, Lack) ein feines unlösliches, den fluoreszierenden Farbstoff adsorbierendes farbloses Pulver beigemengt.
• Als abgleichende Mittel können alle zur Lichtschwächung gebräuchlichen Organe, wie Graukeile, Polarisatoren u. dgl. in den einen der beiden Strahlengänge geschaltet werden. In manchen, weiter unten beschriebenen Fällen ist es vorteilhaft, Elemente aus einem auswählend absorbierenden Stoff, z. B. Farhkelle, von solehen, Absorptionseigenschaften zu wählen, daß sie nur das Licht des einen Strahlenganges schwächen. Diese können dann gleichzeitig vor beide Strahlengänge geschaltet werden und, falls die letzteren in einer scharfen Trennungslinie aneinandergrenzen, bleibt diese dadurch erhalten.
• Will man drei oder mehr Spektralgebiete eines zu prüfenden Lichtes intensitätsmäßig miteinander vergleichen, so kann das Verfahren in der Weise ausgestaltet werden, daß durch die kurzwelligeren Gebiete ein Fluoreszenzlicht von der Farbe des. langwelligsten Gebietes erregt und der Vergleich in der früher für zwei Gebiete beschriebenen Art ausgeführt wird.
• Es ist bekannt, die Temperatur eines glühenden Körpers durch Vergleich der Intensität der Strahlung in zwei verschiedenen Spektralgebieten zu bestimmen. Will man diesen Vergleich nach dem vorliegenden Verfahren ausführen, so besteht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung darin, daß das ausgefilterte rote Ende des Spektrums mit einem von einer kurzwelligeren, also z. B. im Grün oder Blau gelegenen Stelle des Spektrums erregten roten Fluoreszenzlicht verglichen wird. Die Abgleichungsvorrichtung ist dabei auf Temperatur geeicht. Ist ein solcher als Pyrometer dienender Lichtprüfer mit einem schwarzen Körper geeicht worden, so gibt er die Farbtemperatur an, welche für schwarze und graue Strahler zugleich die wahre Temperatur ist. Das Gerät kann aber auch für einen beliebigen, jedoch bestimmten Strahler auf dessen wahre Temperatur geeicht werden.
• Zur bloßen Feststellung, ob eine bestimmte Temperatur eingehalten wird, ist eine Abgleichungsvorrichtung entbehrlich und genügt es, wenn die entsprechenden beiden Teile des Gesichtsfeldes bei der richtigen Terriperatur gleich hell erscheinen.
• Handelt es sich darum, Tageslicht oder künstliches Licht daraufhin zu prüfen, ob es eine für die Beurteilung von Farben geeignete Zusammensetzung hat, oder soll festgestellt werden, ob ein Korrektionsülter zur Herstellung von weißem Normallicht oder ein Aufnahmefilter für die Farbenphotographie richtig gewählt ist, so kann eine Ausgestaltung der Erfindung für diesen besonderen Zweck dazu dienen, die Intensitäten der drei Hauptgebiete des sichtbaren Spektrums, des Rot, Grün und Blauviolett, miteinander zu vergleichen. Zu diesem Zweck weiden diese drei Gebiete durch drei Filter ausgesondert und drei nebeneinanderliegenden Teilen des Gesichtsfeldes zugeführt, wobei das rote Licht unmittelbar, das grüne und violette unter Zwischenschaltung je eines rotfluoreszierenden Schirmes und eines nachfolgenden Filters zur Behebung der restlichen Farbunterschiede beobachtet werden. Dies kann z. B. so geschehen, daß statt des weiter unten beschriebenen Doppelfilters (Fig. I) ein dreifaches Filter angeordnet wird, dessen drei Teile die drei genannten Gebiete des Spektrums durchlassen. Durch Abstimmung der Durchlässigkeit der drei Filter oder durch ein zusätzliches gemeinsames Filter kann bewirkt werden, daß die drei Teile des Gesichtsfeldes, z. B. drei Sektoren, gleich hell erscheinen, wenn das Licht die richtige Zusammensetzung hat. Die Gleichheit der drei Gesichtsfeldteile kann auch durch stetig veränderliche Abgleichungsmittel herbeigeführt werden.
• In den Fig. I bis 5 sind Beispiele von Ausführungsformen für Geräte zur Lichtprüfung nach dem vorliegenden Verfahren schematisch im Schnitt dargestellt.
• Fig. I zeigt die Anordnung eines einfachen, zur Bestimmung der Farbtemperatur geeigneten Gerätes, dessen sämtliche Teile praktisch in einer Ebene liegen und welches in der Durchsicht benutzt wird. Das zu untersuchende Licht fällt bei der Öffnung IS des Gehäuses I6 ein und wird von der Öffnung 19 aus beobachtet. 11 ist eine dünne, durchscheinende und rot fluoreszierende Platte.
• Unmittelbar davor befindet sich ein in der Mitte geteiltes Lichtfilter, welches auf der rechten Seite I2 nur die kürzeren Wellen, nämlich das die Fluoreszenz erregende Spektralgebiet, auf der linken Seite 13 nur das rote Ende des Spektrums und kein Fluoreszenz erregendes Licht durchläßt.
• Hinter beiden ist ein Rotfilter 14 angeordnet. Die rechte Hälfte des s Gesichtsfeldes erscheint ohne das Filter 14 in der Farbe des Fluoreszenzlichtes, welcher ein wenig von dem kurzwelligen erregenden Licht beigemischt ist. Auf der linken Hälfte wirkt die fluoreszierende Platte nur zerstreuend und erscheint in der roten Farbe der Filterhälfte I3. Das Filter 14 dient dazu, die Farbe beider Gesichtsfeldhälften möglichst gleich zu machen und außer- dem den Anteil des erregenden Lichtes der rechten Gesichtsfeldhälfte zu absorbieren. Die. Nbgleichung der Helligkeit beider Hälften geschieht durch einen nur rot al,sorl>ierenden Blaukeil I5, welcher bei zunehmender Dicke das linke Feld verdunkelt, während er das rechte Feld nicht merklich schwädt. Der Keil ist mit einer geeichten Teilung versehen. Die-Ausgangsöffnung 19 kann mit einem verlängerbaren Rohrstutzen I7 versehen sein, welcher mit einer Muschel an das Auge angelegt wird und nötigenfalls eine Lupe zur deutlichen NVahrnehmung der Grenzlinie enthält.
• Eine andere Anordnung stellt Fig. 2 dar. Hier geht der linke Lichtstrahl 27 zunächst durch ein das kurzwellige Gebiet aussonderndes Filter 12 und eine fluoreszierende Platte II, der rechte Lichtstrahl 28 durch eine durchscheinende Platte 2I, z. B. aus Milchglas, und zwei Polarisatoren 22, 23.
• Beide durchlaufen dann je ein Parallelepiped 24 bzw. 25 aus farblosem Glas und danach ein gemeinsames Rotfilter 14. Die unteren Kanten der beiden Parallelepipede überschneiden einander, so daß eine scharfe Grenzlinie zwischen beiden Gesichtsfeldhälften entsteht. Von den beiden Polarisatoren ist der eine drehbar und mit einer Skala versehen, um das Licht auf dieser Seite eichbar zu schwächen.
• In der Anordnung nach Fig. 3 tritt das Lichtbündel I8 auf eine unter dem Polarisationswinkel schräg gestellte, das kurzweIlige Gebiet durchlassende Farbglasplatte I2, die einen Teil davon als polarisiertes Licht reflektiert. Zur Erhöhung des reflektierten Anteils kann noch eine farblose Platte 3I (oder deren mehrere) vorgeschaltet sein. Der durchgehende Strahl trifft auf eine schräg gestellte fluoreszierende Platte 32, deren Fluoreszenzlicht durch ein vor der Öffnung 19 liegendes Rotfilter 14 I,eobachtet wird. Das von 12 und 3I reflektierte und polarisierte Licht wird durch den Spiegel 34 nochmals abgelenkt und gelangt durch die polarisierende Platte 23 auf einen mattweißen Schirm 35.
• Auch dieser wird durch die Öffnung 19 und das Filter 14 betrachtet, wobei die rechte Kante des Schirmes 35 die scharfe Grenze zwischen den beiden Gesichtsfeldhälften bildet. Die Abgleichung erfolgt wie oben beschrieben durch den Polarisator 23.
• In manchen Fällen ist es erwünscht, die Farbe bztv. Temperatur einer bestimmten Stelle des zu prüfenden strahlenden Gegenstandes feststellen zu können. Hierzu muß durch ein optisches System ein reelles Bild desselben auf einen durchscheinenden oder zerstreut reflektierenden, zum Teil aus fluoreszierendem Material hestehenden Schirm geworfen werden, so daß die einzelnen Teile des Gegenstandes getrennt untersucht werden können.
• Solche Anordnungen zeigen die Fig. 4 und 5.
• In Fig. 4 bedeutet qI ein Objektiv, welches ein Bild des Gegenstandes auf ein geteiltes Filter I2, I3 (ein Doppelfilter, wie in Fig. I) und durch dieses hin'clurch auf eine praktisch in der gleichen Ebene liegende fluoreszierende Platte ii entwirft. Beobåchtet wird das Bild durch das Okular 42 und das Rotfilter 14. Der durchsichtige Keil 43 dient dazu. die Trennungslinie der beiden Filter unsichtbar werden zu lassen und die beiden Gesichtshälften so zusammenzurücken, daß sie durch eine scharfe Linie (den Rand des Keiles) getrennt erscheinen.
• Die Al) gleichung kann hier durch ein verschiebliares rotabsorbierendes Filter 44 erfolgen, welches den die Fluoreszenz erregenden Teil des Lichtes nicht merklich schwächt, wohl aber den roten Teil durch Abblenden der Objektivöffnung.
• Die Anordnung nach Fig. 5 gestattet die Beobachtung des fluoreszierenden Schirmes von der Vorderseite, was wegen der größeren Helligkeit vorteilhaft ist. Das Bild des Objektes wird zunächst, wie nach Fig. 4, auf das Doppelfilter I2, I3 entworfen und dann durch den Kondensor 5I, das zweimal total reflektierende Prisma 52 und das Objektiv 53 auf den mattweißen Schirm 32 abgebildet, der zur Hälfte durch einen fluoreszierenden Schirm 35 abgedeckt ist. Die Beobachtung erfolgt über den Spiegel 54 durch das Rotfilter 14 und das Okular 42, so daß der anvisierte Gegenstand aufrecht und in gerader Durchsicht gesehen wird. Die scharfe Trennungslinie im Gesichtsfeld kommt dadurch zustande, daß das Bild der Stoßfuge des Doppelfilters I2, I3 auf die Steile des Schirmes 32 fällt, wo er durch die Kante des Schirmes 35 für den Beobachter eben verdeckt wird. Die Abgleichung kann wie bei Fig. 4 durch ein verschiebbares Filter 44 erfolgen.
• Die beschriebenen Ausführungsformen sind nur als Reispiele anzusehen.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Prüfung eines Lichtes durch Vergleich der Strahlungsintensität von zwei durch Filter ausgesonderten Gebieten seines Spektrums, bei welchem diese beiden Komponenten des zu prüfenden Lichtes mit Hilfe von Fluoreszenz gleichfarbig und so für das Auge vergleichbar gemacht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die langwellige Komponente unverändert gelassen, die kurzwellige dagegen durch Fluoreszenz in ein der langwelligen möglichst ähnlich gefärbtes Licht umgewandelt und durch ein hinter dem Fluoreszenzkörper angeordnetes Filter das erregende Primärlicht absorbiert wird und außerdem die noch vorhandenen Farbunterschiede zwischen der unverändert gelassenen und der umgewandelten Komponente völlig beseitigt werden, und daß ferner dem Licht der unveränderten Komponente eine dem Fluoreszenzlicht ähnliche Streuung, z. B. durch eine Milchglasplatte erteilt wird.
2. 2. Verfahren nadel Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steigerung der Helligkeit der Fluoreszenz dem verwendeten Träger (Gelatine, Lack) ein feines unlösliches, den fluoreszierenden Farbstoff adsorbierendes farbloses Pulver beigemengt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in beide Strahlengänge Elemente, z. B. Keile, aus auswählend absorbierendem Stoff von solcher Farbe gebracht werden, daß sie nur das Licht des einen Strahlenganges schwächen.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 zum Vergleich von drei oder mehr Spektralgebieten, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht der kurzwelligeren Gebiete in ein Fluoreszenzlicht von der Farbe des langwelligsten Gebietes umgewandelt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch I bis 3 zur optischen Temperaturmessung von Lichtquellen, Ofen, Werkstücken u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß das ausgefilterte rote Ende des Spektrums mit einem von Idem blauen oder grünen Teil des Spektrums erregten roten Fluoreszenzlicht verglichen wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch I bis 4 zum Vergleich ender Farbe eines Lichtes mit einem insbesondere weißen Normallicht und zur Auswahl etwa nötiger Korrekturfilter, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgefilterte rote Spektralgebiet sowohl mit einem vom grünen als auch mit einem vom violetten Gebiet erregten roten Fluoreszenzlicht verglichen wird, indem die drei Lichter gleichzeitig, z. 13. als drei Sektoren, sichtbar gemacht und gegebenenfalls durch abgleichende Mittel auf gleiche Helligkeit eingestellt werden.
7. 7. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem in der Mitte geteilten, auf der einen Seite das kurzwellige, auf der anderen das langwellige Gebiet durchlassenden Filter (Doppelfilter) (12, 13) einer dünnen durchscheinenden fluoreszierenden 'Platte (Folie) (II) und einem weiteren Filter (I4) besteht, welche alle praktisch in einer Ebene liegen und in der Durchsicht beobachtet sind (Fig. I).
8. 8. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch I bis 7, gekennzeichnet durch eine fluoreszierende Platte (32) und eine zerstreut reflektierende Platte (35) in solcher Anordnung, daß das entsprechend gefilterte Licht auf beide Platten fällt und beide Platten im Gesichtsfeld in der Aufsicht beobachtbar sind.
9. 9. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch I bis 8, gekennzeichnet durch ein Vergleichsfeld mit solchen optischen Mitteln, z. B. zwei Parallelepipeden aus Glas (24, 25), daß die zu vergleichenden Teilfelder mit scharfer Trennungslinie aneinandergrenzen (Fig. 2).

   IO. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch I bis 7 und 9 zur getrennten Untersuchung der einzelnen Teile des zu prüfenden strahlenden Körpers, gekennzeichnet durch ein optisches System (4I), das ein reelles Bild des Körpers auf die von einem Doppelfilter (I2, I3) bedeckte durchscheinende finoreszierende, in der Durchsicht beobachtbare Platte (11) entwirft (Fig. 4).

   II. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch I bis 6, & und 9 zur getrennten Untersuchung der einzelnen Teile des zu prüfenden strahlenden Körpers, gekennzeichnet durch ein optisches System (4I), das ein reelles Bild des Körpers auf ein Doppelfilter (I2, I3) entwirft, gekennzeichnet ferner durch ein zweites optisches System (5I, 53), das ein Bild des Doppelfilters auf einen zur Hälfte von einer fluoreszierenden Schicht (35) bedeckten mattweißen, in der Aufsicht beobachtbaren Schirm (32) derart entwirft, daß das Bild der Stoßfuge des Doppelfilters auf diejenige Linie des weißen Schirmes fällt, wo er von der fluoreszierendenSchicht ebenverdecktwird (Fig. 5).