163590. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés félgömb-, vagy közelfélgöb-alakú felület átlagszínének és színeloszlásának mérésére
163590 3 tásából származó hiba kiküszöbölésére. Megjegyezzük, hogy a megvilágítás irányát a gömbháromszög központjához tartozó gömbi sugár határozza meg. Felismertük, hogy a gömbháromszög alakú megvilágított felület alkalmazásában rejlő fentebb említett hiba kiküszöbölhető, ha a gömbháromszöget torzítjuk és a hosszúsági körök helyett másféle görbe vonallal határoljuk. E másféle vonallal határolt, megvilágítandó felület alakját matematikailag legegyszerűbben úgy adhatjuk meg, hogy megadjuk a gömbi szélesség közöknek az idomhatárok közé eső s ívhosszúságát a 45°-os középponti sugártól mért x szög és a 45°-os szélességi szöghöz tartozó s0 ívhosszúság függvényében. Az x szöget a 45°-os középponti sugártól a forgástengely felé mérve, negatívnak, ellenkező irányban pozitívnak tekintjük. Ezen s ívhosszúság meghatározásához az alábbi megfontolások vezetnek el: a) Egy színösszetevő felületi eloszlás-függvényének felületi integrálja (tehát az átlag-színösszetevő) a fényérzékelő(k) fényáramának időbeli integrálásával is meghatározható, ha a mérendő félgömböt forgatjuk. Ezen időbeli integrál két külön időbeli integrál összegére bontható, amelyeknél az integrálás határai attól a t{x) időtől függenek, amennyi ideig egy éppen kiszemelt (inhomogenitást okozó) kis felületelem a megvilágított idomon belül tartózkodik. Ha co szögsebességgel forgatjuk a mérendő félgömböt, akkor ezt az időt a kis felületelem x-szel jellemzett helyének függvényében az alábbi összefüggést adja meg: —=• (sin x + cos x) Í2 ahol R a félgömb sugara. Kiemelendő, hogy mindkét integrálban az integrandus független az időtől és ezért az integrál értéke arányos az integrálás időtartamával. b) A megvilágított idomon belül a megvilágítás (felületegységre eső fényáram) változását a következő összefüggés írja le: <f>(x) = #0 cosx ahol <P0 az x = 0 helyhez tartozó maximális megvilágítás. c) Mivel a fényérzékelő(k) árama (tehát a mért átlagos színösszetevő) arányos a ?(x) és a $(x) függvények szorzatával, azért egy tetszőlegesen kiszemelt kis eltérő színű felületelem helyétől akkor lesz független a mért átlagos színösszetevő, ha í(x)-$(x) = állandó Ez a feltétel csak akkor teljesül, ha az s ívhossz az x szögtől az alábbi módon függ: s(x) = Jo(H-tgJc) ahol s0 értéke önkényesen választható. Értékét úgy kell megadni, hogy a kivilágított idom széléről se jusson tükrös komponens a fényérzékelő(k)re. 4 Átlagszín méréséhez tehát a mérendő félgömbfelület keskeny gömbcikk-alakban világítjuk meg és a megvilágított gömbcikkhez tartozó húrral 45°-os szöget bezáró tengely körül forgatjuk. A 5 megfelelő távolságban elhelyezett egy, vagy több fényérzékelő a szórt sugárzást érzékeli. A fényjelek integrálása, tehát az átlagszín képzése az érzékelők és a kijelző rendszer tehetetlensége, esetleg egy kiegészítő elektromos kapacitás útján történik. A 10 megvilágító fény spektrális teljesítményeloszlását és az érzékelők spektrális érzékenységét a CIE előírásoknak megfelelően összehangoljuk, minek folytán tristimulus színösszetevők mérhetők. A fényforrás és a fényérzékelő elhelyezése foly-15 tán a tükrös komponens a mérésből ki van küszöbölve. Színszűrő cserével spektrális reflexió is mérhető. Színeloszlás mérésére ugyanez a berendezés alkalmas, tetszőleges alakú kicsiny felület megvilá-20 gításával. Ezt a kiszemelt, még síknak tekinthető felületet a fényfolthoz kézi úton forgatjuk el. A mérés az adott felületi helyeken nyugalmi helyzetben történik. A találmány szerinti eljárás lényege tehát, hogy 25 a mérendő felületet a forgástengellyel 45°-ot bezáró és a gömb középpontján áthaladó irányból világítjuk meg, a tükrözött fénysugarak észlelésének kiküszöbölése érdekében az érzékelő(ke)t a forgástengely és a megvilágítás iránya által meghatározott 30 síkon kívül helyezzük el végül a felületen olyan idommal határolt felületrészt világítunk meg, amely a zenitpont és a gömbi főkör által meghatározott gömbháromszögtől a fentebb meghatározott összefüggésnek megfelelően különbözik. 35 Színeloszlás mérése esetén kis felületet világítunk meg, amelyet a tárgy kézi elforgatásával állítunk be és a színeloszlást nyugalmi helyzetben mérjük. Gömbőv vizsgálatához a fenti fényfolt szélességi körökkel határolt részeit alkalmazzuk. 40 A találmány szerinti berendezés lényege, hogy szimmetria-tengelye körül forgatott, hozzávetőleg félgömb alakú fészke, a tengellyel 45°-os szöget bezáró irányban elhelyezett fényforrása és egy, vagy több fényérzékelője van. A fényérzékelő a forgás-45 tengely és ,a megvilágítás iránya által meghatározott síkon kívül helyezkednek el. A megvilágított felületet meghatározó fényrekesz illetve optika alakja, olyan, hogy a megvilágított felületet határoló idom a vizsgált felület zenitpontja és a gömbi fő-50 körének ívdarabja által meghatározott gömbháromszögtől a fentebb ismertetett összefüggésnek megfelelően tér el. Szintén megfelel a célnak a fentebb ismertetett berendezés módosítva azzal, hogy a forgástengely 55 és a megvilágítás iránya által meghatározott síkon kívül elhelyezett alkalmas kialakítású fényvezetője van, mely a tetszőleges helyen elhelyezett fényérzékelő(k)-re továbbítja a szórt fényt. A találmány szerinti színmérő berendezés egy 60 példaképpeni kiviteli alakját ábrázoló rajzok közül az 1. ábra színmérő berendezés elrendezését, a 2. ábra a megvilágítási és érzékelési geometriai viszonyokat a rajz síkjába beforgatott fényelemekkel, végül a 3. ábra a síkban kiterített fényfolt alakját 65 ábrázolja. 2
