FR2610107A1 - Apparatus for measuring optical properties, for example the photometric or colorimetric properties, of an object - Google Patents

Apparatus for measuring optical properties, for example the photometric or colorimetric properties, of an object Download PDF

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Abstract

The invention relates to an apparatus for measuring optical properties, for example photometric or colorimetric obstacle properties, in particular luminance, of an object, of the type comprising an optical device intended to form the image of the object, a field diaphragm 2, and a photoelectric detector 3 in alignment, as well as a sighting eyepiece 4. According to the invention, the optical device is a variable-focal length device 1, having a constant image aperture whatever the focal length of the optical device and the focusing distance. The invention is applicable in particular to photometric and colorimetric measurements, in particular in the plastics and dyes industry.

Description

Appareillage pour la mesure de caractéristiques optiques par exemple photométriques et colorimétriques , d'un objet
L'invention concerne un appareillage pour la mesure de caractéristiques optiques, par exemple photométriques et colorimétriques, d'un objet, notamment sa luminance.
Apparatus for measuring optical characteristics, for example photometric and colorimetric, of an object
The invention relates to an apparatus for measuring optical characteristics, for example photometric and colorimetric, of an object, in particular its luminance.

Les appareils destinés à ces applications, photomètres, colorimètres s luminancemètres, comportent de manière connue un organe de visualisation du résultat de la mesure, généralement électrique ou électronique (galvanomètre ou afficheur numérique par exemple), un détecteur de lumière, une chaîne de mesure destinée à transformer la grandeur de sortie du détecteur en une grandeur adaptée à la commande de l'organe de visualisation, et un appareillage optique destiné à transmettre au détecteur la lumière émise par l'objet qui est nécessaire à la mesure.Cet appareillage optique doit etre adapté à viser la surface à tester et seulement celle-ci, et à mettre au point sur celle-ci, sans englober dans le champ de vision les zones avoisinantes ; à cette fin, il est constitué d'un objectif de focale déterminée, d'un diaphragme de champ disposé sur le trajet du- faisceau lumineux transmis par l'objectif de telle sorte que cet objectif forme l'image de l'objet sur lui, et d'un oculaire de visée ; le rôle du diaphragme de champ, lequel est bien entendu percé d'un trou, est de laisser passer une partie du rayonnement à mesurer vers le détecteur, et de réfléchir une image dans l'oculaire pour permettre à l'opérateur d'effectuer des visées en vue de régler l'appareil. The devices intended for these applications, photometers, colorimeters and luminancemeters, comprise in known manner a member for viewing the measurement result, generally electrical or electronic (galvanometer or digital display for example), a light detector, a measurement chain intended to transform the output quantity of the detector into a quantity suitable for controlling the display member, and an optical apparatus intended to transmit to the detector the light emitted by the object which is necessary for the measurement. This optical apparatus must be adapted to target the surface to be tested and only this one, and to focus on it, without including in the field of vision the surrounding areas; for this purpose, it consists of a lens with a determined focal length, a field diaphragm arranged in the path of the light beam transmitted by the lens so that this lens forms the image of the object on it. , and an aiming eyepiece; the role of the field diaphragm, which is of course pierced with a hole, is to let pass part of the radiation to be measured towards the detector, and to reflect an image in the eyepiece to allow the operator to make aimed at adjusting the device.

Toutes ces opérations sont délicates, car la technique actuelle est donc d'effectuer une mise au point sur l'objet à tester, et d'adapter, quand cela est possible, le diaphragme de champ à l'objet. Si l'on veut obtenir un autre angle de champ, on change l'objectif de la tête de l'appareil, puisqu'il est alors nécessaire de changer de distance focale d'objectif ; comme tout changement risque de dérégler le montage optique, et en conséquence de fausser la mesure, d'autant plus que les objectifs n'ont généralement pas des caractéristiques équivalentes, un nouvel étalonnage est indispensable à chaque fois. All these operations are delicate, because the current technique is therefore to focus on the object to be tested, and to adapt, when possible, the field diaphragm to the object. If we want to obtain another angle of field, we change the lens of the camera head, since it is then necessary to change the focal length of the lens; as any change risks disrupting the optical assembly, and consequently of distorting the measurement, all the more since the objectives generally do not have equivalent characteristics, a new calibration is essential each time.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en créant un appareil au moyen duquel il est possible de conserver la mise au point et de choisir continûment le diaphragme de champ le mieux adapté, et éventuellement, au moyen de combinaisons optiques appropriées, d'observer l'image à mesurer en permanence tout en faisant varier la distance de mise au point et la focale résultante de la combinaison. The object of the invention is to remedy these drawbacks by creating an apparatus by means of which it is possible to keep the focus and to continuously choose the most suitable field diaphragm, and possibly by means of appropriate optical combinations, d '' continuously observe the image to be measured while varying the focus distance and the resulting focal length of the combination.

Toutes ces opérations peuvent être effectuées sans démontages de l'objectif de tête ou des diaphragmes de champ qui obligent à chaque fois à effectuer un étalonnage photométrique. L'invention a également pour but de mettre en oeuvre une combinaison optique telle que l'image vue dans l'oculaire soit redressée avec un grandissement continûment variable.All these operations can be carried out without dismantling the head objective or the field diaphragms which oblige each time to carry out a photometric calibration. The invention also aims to implement an optical combination such that the image seen in the eyepiece is straightened with continuously variable magnification.

A cet effet, l'invention concerne un appareillage pour la mesure de caractéristiques optiques, par exemple photométriques et colorimétriques, notamment la luminance, d'un objet, du type comportant un dispositif optique pour former l'image de l'objet, un diaphragme de champ et un détecteur opto-électrique en alignement, ainsi qu'un oculaire de visée, appareillage caractérisé en ce que le dispositif optique est un dispositif à focale variable ayant une ouverture image constante quelles que soient la focale du dispositif optique et la distance de mise au point.  To this end, the invention relates to an apparatus for measuring optical characteristics, for example photometric and colorimetric, in particular the luminance, of an object, of the type comprising an optical device for forming the image of the object, a diaphragm. field of view and an opto-electric detector in alignment, as well as an aiming eyepiece, apparatus characterized in that the optical device is a variable focal length device having a constant image aperture whatever the focal length of the optical device and the distance from focus.

Grâce à cela, les mises au point sont plus simples et plus rapides pour l'utilisateur, et il en résulte des gains de temps, de productivité et de fiabilité importants. Cependant, l'appareillage selon l'invention reste léger, portable, et d'un prix modéré. This makes adjustments easier and faster for the user, resulting in significant savings in time, productivity and reliability. However, the apparatus according to the invention remains light, portable, and of a moderate price.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description qui suit, d'une forme de réalisation de l'invention donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée sur les dessins ci-joints dans lesquels:
- la figure 1 représente schématiquement une forme de réalisation d'un appareillage optique selon l'invention associée à un détecteur de lumière, et
- la figure 2 montre schématiquement une variante de l'appareillage de la figure 1.
Other characteristics and advantages of the present invention will be better understood on reading the following description of an embodiment of the invention given by way of nonlimiting example and illustrated in the attached drawings in which :
FIG. 1 schematically represents an embodiment of an optical device according to the invention associated with a light detector, and
- Figure 2 schematically shows a variant of the apparatus of Figure 1.

L'appareillage représenté sur la figure 1 comporte, selon l'invention, un dispositif optique à focale variable sous la forme d'un objectif à focale variable 1, un diaphragme de champ 2 séparateur de faisceaux, et un détecteur opto-électrique 3, en alignement sur un même axe optique, ainsi qu'un oculaire d'observation 4 dont l'axe optique est ici perpendiculaire à celui de l'ensemble objectif-diaphragiae-de'tec- teur mais pouvant être incliné différemment en fonction de la position du diaphragme. The apparatus shown in FIG. 1 comprises, according to the invention, an optical device with variable focal length in the form of a objective with variable focal length 1, a field diaphragm 2 beam splitter, and an opto-electric detector 3, in alignment on the same optical axis, as well as an observation eyepiece 4 whose optical axis is here perpendicular to that of the lens-diaphragm-detector assembly but can be tilted differently depending on the position diaphragm.

L'objectif à focale variable 1 est réglé pour former une image d'un objet observé (non représenté) sur le diaphragme 2, lequel, percé d'un trou, laisse passer une partie du rayonnement, qui excite le détecteur 3, lequel délivre en sortie un signal électrique. The variable focal length lens 1 is adjusted to form an image of an object observed (not shown) on the diaphragm 2, which, pierced with a hole, lets through part of the radiation, which excites the detector 3, which delivers an electrical signal at the output.

Une autre partie du rayonnement est réfléchie, sous la forme d'une image, dans l'oculaire 4, ce qui permet à l'opérateur d'effectuer la visée.Another part of the radiation is reflected, in the form of an image, in the eyepiece 4, which allows the operator to perform the aiming.

L'objectif à focale variable 1 est choisi de telle sorte qu'il présente une ouverture image constante pour toutes les distances et toutes les focales, afin que le flux lumineux reste alors aussi constant que possible. Ainsi, le flux lumineux transmis par l'objectif est seulement proportionnel à la luminance du faisceau. The variable focal length lens 1 is chosen so that it has a constant image aperture for all distances and all focal lengths, so that the light flux then remains as constant as possible. Thus, the luminous flux transmitted by the objective is only proportional to the luminance of the beam.

On peut ainsi effectuer dans l'oculaire une mise au point sur un objet de manière continue par exemple dans la gamme de 500 mm à l'infini (celle de l'objectif choisi), et faire varier en continu la focale, par exemple dans la gamme de 70 à 210 mm (amplitude de l'objectif à focale variable) ce qui permet une manipulation réduite à l'essentiel, sans changement d'objectif et sans recalibrage du photomètre en cours de manipulation, donc facile même pour un utilisateur non spécialisé ; de plus, il est ainsi possible de faire des mesures absolues puisque seule la surface à tester est visée, l'environnement n'étant plus inclus dans la mesure, et cela plus rapidement et de manière plus fiable. It is thus possible to focus in the eyepiece on an object continuously, for example in the range of 500 mm to infinity (that of the chosen lens), and to continuously vary the focal length, for example in the range of 70 to 210 mm (amplitude of the objective with variable focal length) which allows a manipulation reduced to the essential, without changing the objective and without recalibration of the photometer during manipulation, therefore easy even for a user not specialized; in addition, it is thus possible to make absolute measurements since only the surface to be tested is targeted, the environment is no longer included in the measurement, and this faster and more reliably.

L'appareillage représenté sur la figure 2 pré sente les mêmes avantages, mais une gamme de focales plus étendue. En effet, cet appareillage comporte en plus une optique relais 5 constituée d'une ou plusieurs lentilles, dont l'axe optique est dans l'alignement objectif 1 - diaphragme 2 - détecteur 3, et située entre l'objectif et le diaphragme pour former avec l'objectif le dispositif optique à focale variable, de telle sorte que l'image de l'objectif se forme dans un plan image qui n'est autre que le plan objet de l'optique relais, et que ce soit l'image transmise par l'optique relais qui se forme sur le diaphragme de champ. Le reste de l'appareillage est identique a ce qui a été décrit pour la figure 1, et les mêmes organes sont donc repérés par le même numéro. The apparatus shown in Figure 2 has the same advantages, but a wider range of focal lengths. Indeed, this apparatus also includes a relay optic 5 consisting of one or more lenses, the optical axis of which is in alignment with objective 1 - diaphragm 2 - detector 3, and located between the objective and the diaphragm to form with the objective the optical device with variable focal length, so that the image of the objective is formed in an image plane which is none other than the object plane of the relay optics, and that this is the image transmitted by the relay optics which forms on the field diaphragm. The rest of the apparatus is identical to what has been described for FIG. 1, and the same members are therefore identified by the same number.

Ainsi, l'appareillage de la figure permet de choisir une focale de façon continue dans la gamme d'amplitudes de l'objectif à vocale variable (entre fl et f2 = m.fl), et l'optique relais, qui est un multiplicateur de focales de coefficient k, permet une variation dans la gamme k.fl à k.f2 = k.m.fl. L'amplitude de mise au point sur l'objet reste celle de l'objectif à focale variable. L'objectif à focale variable 1 et l'optique relais 5 sont choisis de telle façon quei l'ouverture image de l'optique relais 5 reste constante. Thus, the apparatus of the figure makes it possible to choose a focal length continuously in the range of amplitudes of the objective with variable voice (between fl and f2 = m.fl), and the relay optics, which is a multiplier focal lengths of coefficient k, allows a variation in the range k.fl to k.f2 = kmfl. The focus range on the object remains that of the zoom lens. The variable focal length lens 1 and the relay optics 5 are chosen so that the image aperture of the relay optics 5 remains constant.

A titre indicatif, si l'on choisit un objectif à focale variable de 70 à 210 mm, trois optiques relais de coefficient multiplicateur respectif - 1/3, - 1, et - 3, et un diaphragme de champ permettant un champ de mesure de 1" pour une focale de 70 mm, on obtient le tableau suivant donnant, en fonction de la focale de l'objectif à focale variable et du coefficient multiplicateur (grandissement) de l'optique relais, la focale résultante et le champ de mesure::
Focale du zoom 70 mm 140 mm 210 mm
Grandissement
- 1/3 23 mm 46 mm 70 mm 3 1 5 1"
- 1 70 mm 160 mm 210 mm
1" 30' 20'
- 3 210 mm 420 mm 630 mm
20' 10' 6'
Les optiques relais 5 sont adaptées à être disposées sélectivement dans le faisceau lumineux pour pouvoir être utilisées successivement, et choisies pour obtenir une ouverture image globale avec l'objectif qui soit constante. A cet effet, elles sont montées par exemple sur un barillet révolver de manière à pouvoir être interchangées dans le faisceau par rotation.
As an indication, if we choose a variable focal length lens from 70 to 210 mm, three relay optics with respective multiplying coefficient - 1/3, - 1, and - 3, and a field diaphragm allowing a field of measurement of 1 "for a focal length of 70 mm, we obtain the following table giving, depending on the focal length of the variable focal length lens and the multiplying coefficient (magnification) of the relay optics, the resulting focal length and the measurement field: :
Zoom focal length 70 mm 140 mm 210 mm
Magnification
- 1/3 23 mm 46 mm 70 mm 3 1 5 1 "
- 1 70 mm 160 mm 210 mm
1 "30 '20'
- 3,210 mm 420 mm 630 mm
20 '10' 6 '
The relay optics 5 are adapted to be selectively arranged in the light beam so that they can be used successively, and chosen to obtain a global image opening with the objective which is constant. To this end, they are mounted for example on a revolver barrel so that they can be interchanged in the beam by rotation.

On peut prévoir également des lentilles de champ 6 (une par optique relais) entre l'objectif à focale variable et cette optique relais, pour les conjugaisons de pupilles ; les lentilles de champ peuvent être montées sur le même barillet que leur optique relais respective, et sont disposées dans le plan de l'image intermédiaire formée par l'objectif à focale variable. It is also possible to provide field lenses 6 (one per relay optic) between the variable focal length objective and this relay optic, for the conjugation of pupils; the field lenses can be mounted on the same barrel as their respective relay optics, and are arranged in the plane of the intermediate image formed by the variable focal length lens.

Sur le plan pratique. l'appareillage selon l'invention : objectif à focale variable 1, éventuellement optique relais 5 formant avec lui le dispositif optique à focale variable, diaphragme de champ 2 (miroir troué ou analogue, par exemple lame semi-transparente), et oculaire 4 de visée réflex pour suivre la mise au point, en vue d'être adaptable à tous les luxmètres, photomètres, etc..., comporte un boîtier ayant comme interface mécanique, un dispositif de fixation rapide approprié (non représenté sur les dessins) à l'appareil auquel il doit être adapté. On a practical level. the apparatus according to the invention: objective with variable focal length 1, optionally optical relay 5 forming with it the optical device with variable focal length, field diaphragm 2 (perforated mirror or the like, for example semi-transparent blade), and eyepiece 4 of reflex sight to follow the development, in order to be adaptable to all luxmeters, photometers, etc ..., includes a housing having as mechanical interface, an appropriate quick fixing device (not shown in the drawings) to the device to which it must be adapted.

Bien entendu, l'invention, applicable notamment mais non exclusivement au domaine de l'industrie des matières plastiques et des colorants, n'est pas limitée à la forme de réalisation ci-dessus décrite et représentée, et on pourra en prévoir d'autres formes de réalisation sans sortir de son cadre.  Of course, the invention, which is applicable in particular but not exclusively to the field of the plastics and dyestuffs industry, is not limited to the embodiment described and shown above, and others may be provided for. embodiments without departing from its framework.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Appareillage pour la mesure de caractéristiques optiques, par exemple photométriques et colorimétriques, notamment la luminance, d'un objet, du type comportant un dispositif optique pour former l'image de l'objet, un diaphragme de champ (2) et un détecteur opto-électrique (3) en alignement, ainsi qu'un oculaire (4) de visée, appareillage caractérisé en ce que le dispositif optique est un dispositif à focale variable (1) (1, 5) ayant une ouverture image constante quelles que soient la focale du dispositif optique et la distance de mise au point. 1. Apparatus for measuring optical characteristics, for example photometric and colorimetric, in particular luminance, of an object, of the type comprising an optical device for forming the image of the object, a field diaphragm (2) and a opto-electric detector (3) in alignment, as well as an eyepiece (4) of sighting, apparatus characterized in that the optical device is a device with variable focal length (1) (1, 5) having a constant image opening whatever the focal length of the optical device and the focusing distance. 2. Appareillage selon la revendication 1, carac térisé en ce que le dispositif optique à focale variable comporte un objectif à focale variable (1) et une optique relais (5). 2. Apparatus according to claim 1, charac terized in that the optical device with variable focal length comprises a lens with variable focal length (1) and a relay optic (5). 3. Appareillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'optique relais (5) comporte au moins une lentille, et en ce que son plan objet est le plan image de l'objectif à focale variable (1). 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the relay optics (5) comprises at least one lens, and in that its object plane is the image plane of the objective with variable focal length (1). 4. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs optiques relais montées sur un barillet révolver de manière à pouvoir être insérées successivement dans le faisceau par rotation. 4. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises several relay optics mounted on a revolver barrel so as to be able to be successively inserted into the beam by rotation. 5. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qutil comporte des lentilles de champ (6) pour les conjugaisons de pupilles. 5. Apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises field lenses (6) for the conjugation of pupils. 6. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier ayant un dispositif de fixation rapide.  6. Apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a housing having a quick fixing device.
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Citations (5)

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