專利名稱：分色棱鏡的透射率測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量用在視頻照相機(jī)、幻燈機(jī)及彩色復(fù)印機(jī)等中的分色棱鏡的色透射率的裝置。
分色棱鏡結(jié)構(gòu)如圖3所示，入射光S被分成三基色光，而綠色光Sg、紅色光Sr和藍(lán)色光Sb，這三基色光Sg，Sr和Sb以不同方向從分色棱鏡P中射出。由于分色棱鏡的分色特性是視頻照相機(jī)等的彩色再現(xiàn)性能的基礎(chǔ)，測量分色棱鏡的精確的分色特性是重要的。但是還不能在市場上獲得用于測量分色特性的適當(dāng)裝置，也沒有建立標(biāo)準(zhǔn)測量裝置。因此視頻照相機(jī)等的制造商或研究人員在必要時(shí)就自己制作測量裝置，這對于制造商或研究人員來說是一項(xiàng)既費(fèi)時(shí)又麻煩的工作。
圖4展示了一種簡單的測量分色棱鏡的色透射率的現(xiàn)有技術(shù)方法。在該方法中，分別將用于在用光度計(jì)(未示出)測量光強(qiáng)度前匯集光的積分球I沿著從分色棱鏡P中發(fā)射的三色光束路徑上的三個(gè)位置移動(dòng)。但是這種方法要求對積分球I(帶有光度計(jì))進(jìn)行仔細(xì)而麻煩的再定位操作。在應(yīng)用雙光束方法時(shí)，其中有一束參考光束與透射過樣本的測量光束同時(shí)被測量，該參考光的路徑必須根據(jù)積分球I和光度計(jì)的三個(gè)位置移動(dòng)。因此圖4的方法難于用在雙光束方法中。
圖5展示了另一種測量分色棱鏡的色透射率的現(xiàn)有技術(shù)方法。在該方法中，將6塊反射鏡M1到M6矩陣般地安置在待測分色棱鏡P和積分球I(帶有未示出的光度計(jì))之間。當(dāng)測量分色棱鏡P的綠色光透射率時(shí)，將中心軸線上的兩塊反射鏡M1和M2移開，由分色棱鏡P分離出綠色光并直接發(fā)射進(jìn)入積分球I而無需由反射鏡M1-M6中任一塊反射。測量紅色光透射率時(shí)，從分色棱鏡P向左下方射出的紅色光在進(jìn)入積分球I前被反射鏡M3、M4和M2反射。在測量藍(lán)色光透射率的情況下，從分色棱鏡P向左上方射出的藍(lán)色光在進(jìn)入積分球I前被反射鏡M5、M6和M2反射。
在該方法中，既然積分球I是固定的，則與圖4所示方法不同，可以使用雙光束方法。但是綠色光沒有經(jīng)過任何反射鏡的反射則進(jìn)入到積分球I中，而紅色光和藍(lán)色光是在經(jīng)過反射鏡M2、M3、M4、M5或M6反射后進(jìn)入積分球的。就是說，這三基色光沒有經(jīng)歷同樣的光學(xué)經(jīng)歷。這樣對每種彩色光都必須做100%透射測量，這很費(fèi)時(shí)。該方法的另一個(gè)缺陷是只能測量綠色光的精確的絕對透射率對于紅色和藍(lán)色光只能測量出關(guān)于反射鏡M1反射率的相對透射率而不能獲得精確的絕對透射率。
本發(fā)明構(gòu)造了一種分色棱鏡的透射率測量裝置，它消除了這種麻煩的操作并能測量三基色的精確透射率。
根據(jù)本發(fā)明，一種用于測量分色棱鏡的色透射率的裝置包含(這里分色棱鏡在入射路徑上接收一束測量光，并在三個(gè)不同方向的出射路徑上射出三色光)用于測量來自入口路徑光強(qiáng)度的光測量裝置，這里將入口路徑設(shè)置得與入射路徑的延長部分相分離;
第一可動(dòng)反射鏡，它位于包括入射路徑延長部分和三個(gè)出射路徑的四條路徑之一中，用于將每一路徑上的光反射到第二可動(dòng)反射鏡上，以及第二可動(dòng)反射鏡，它位于光測量裝置的入口路徑上，面向四個(gè)方向之一將來自第一可動(dòng)反射鏡的光反射給光測量裝置。
由于在上述結(jié)構(gòu)中光測量裝置不移動(dòng)，本發(fā)明可以良好地應(yīng)用于雙光束方法。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的透射率測量裝置包含一個(gè)用于產(chǎn)生參考光和測量光的光源;
用于測量在入口路徑上進(jìn)入光測量裝置的光的強(qiáng)度的光測量裝置，其中將入口路徑設(shè)置得與入射路徑的延長部分相分離;
用于將參考光導(dǎo)入光測量裝置的參考光學(xué)系統(tǒng);
用于將測量光在入射路徑上引入分色棱鏡的入射光學(xué)系統(tǒng);
第一可動(dòng)反射鏡，它位于包括入射路徑延長部分和三個(gè)出射路徑的四條路徑之一中，用于將一路徑上的光反射到第二可動(dòng)反射鏡上;以及第二可動(dòng)反射鏡，它位于光測量裝置的入口路徑上，面向四個(gè)方向之一將來自第一可移動(dòng)反射鏡的光反射到光測量裝置中。
本發(fā)明可應(yīng)用于雙光束型分光光度計(jì)的適配器，這使通常的分光光度計(jì)通過附加上該適配器能測量分色棱鏡的色透射率。后面將描述本發(fā)明應(yīng)用于適配器的情況。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的平面圖;
圖2A到圖2C展示了該實(shí)施例測量三基色透射率的平面圖;
圖3為分色棱鏡的剖面圖;
圖4展示了一種現(xiàn)有技術(shù)方法的分色棱鏡和積分球的結(jié)構(gòu);
圖5展示了另一種現(xiàn)有技術(shù)方法的分色棱鏡、積分球和居中反射鏡的結(jié)構(gòu)。
作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，描述分光光度計(jì)的適配器。在測量分色棱鏡的色透射率時(shí)，如圖1所示，將適配器2與分光光度計(jì)1的側(cè)端部相連。該分光光度計(jì)包括將樣本垂直放置其中的樣本室1a;掃描單色參考光束R和掃描單色樣本光束S從中射出的單色部分1b;以及測量部分1C，測量來自樣本室1a中樣本的光。
當(dāng)將適配器2連接上測量分色棱鏡的色透射率時(shí)，將反射鏡3、4和5設(shè)置在樣本室1a中以將參考光束R和樣本光束S引出到適配器2中。這三個(gè)反射鏡固定在基座20上組成一個(gè)單元，并將該反射鏡單元用適當(dāng)?shù)亩ㄎ讳N(未示出)連接在樣本室1a的底部，這便于適配器2與分光光度計(jì)1的連接并確保它們的光學(xué)系統(tǒng)的準(zhǔn)確配置。該反射鏡單元不僅用于如后面所述的色透射率測量，也可用于使用在分光光度計(jì)1樣本室1a外的參考光束R和測量光束S的其它測量。因此該反射鏡單元作為分光光度計(jì)1的通用適配器而制備。
在適配器2中，裝有三塊固定反射鏡6、7和8，一個(gè)樣本座11，兩塊可動(dòng)反射鏡9和10，一個(gè)積分球I和一個(gè)作為光測量裝置的光電倍增管21。三塊固定反射鏡6、7和8，樣本座11和積分球I被固定在適配器2的共用底座上，將光電倍增管21連接在積分球I頂部的窗口上。可將第一可動(dòng)反射鏡9設(shè)置在適配器底座上三個(gè)位置之一第一位置在樣本座11的左上方，第二位置在從固定反射鏡8到樣本座11路徑的延長部分上，第三位置在樣本座11的械下方。用一對銷子和在適配器底座上形成的相應(yīng)的孔14、13和12將第一可動(dòng)反射鏡9固定在每一個(gè)位置上。第二可動(dòng)反射鏡10可繞著穿過其中心的垂直軸旋轉(zhuǎn)，反射鏡10的取向可固定在各對應(yīng)于第一可動(dòng)反射鏡9三個(gè)位置的三個(gè)方向。第二可動(dòng)反射鏡10的位置由穿過其底座16的銷子15和形成在適配器底座上相應(yīng)的孔(未示出)來固定。
由反射鏡3從分光光度計(jì)1引出并導(dǎo)入適配器2的參考光束R由固定反射鏡6和7反射并從側(cè)面窗口22進(jìn)入積分球I。由反射鏡4和5從分光光度計(jì)1引出并導(dǎo)入適配器2的測量光束S經(jīng)固定反射鏡8反射指向樣本座11。通過樣本座11的測量光束S的光軸與到積分球1任何窗口的路徑不重合，因此測量光束S不能直接進(jìn)入積分球I。在圖1的情況下，分色棱鏡P未放入樣本座11上，被反射鏡8反射的測量光束由可動(dòng)反射鏡9和10反射兩次從另一個(gè)測面窗口23進(jìn)入積分球I。圖1中沒有分色棱鏡的結(jié)構(gòu)是用于測量100%透射率光的強(qiáng)度。
圖2A、2B和2C展示了用于分別測量分色棱鏡的紅色、綠色和藍(lán)色光透射率的結(jié)構(gòu)。在這些結(jié)構(gòu)中，可動(dòng)反射鏡9改變其位置，可動(dòng)反射鏡10繞著固定軸變化其取向。將一樣本分色棱鏡置于樣本座11上。在圖2A中，第一可動(dòng)反射鏡9位于孔12的位置(紅色位置9r)。由分色棱鏡P將從測量光束S中分離出并向左下方射出的紅色光束Sr在紅色位置9r被第一可動(dòng)反射鏡反射，再經(jīng)第二可動(dòng)反射鏡10反射將紅色光束Sr導(dǎo)向積分球I的側(cè)面窗口23。
在綠色光的透射率測量中，第一可動(dòng)反射鏡9如圖2B所示設(shè)置在孔13的位置(綠色位置9g)，第二可動(dòng)反射鏡10的取向使被分色棱鏡P分離出的綠色光Sg通過側(cè)面窗口23進(jìn)入積分球I。在本實(shí)例中，由分色棱鏡P射出的綠光束Sg與入射的測量光束S在一直線上，第一和第二可動(dòng)反射鏡9和10的位置與100％透射測量(圖1)的情形一樣。
在藍(lán)色光的透射率測量中，第一可動(dòng)反射鏡9位于孔14處(藍(lán)色位置9b)，第二可動(dòng)反射鏡10的取向如圖2c所示，因而通過可動(dòng)反射鏡9和10由分色棱鏡P向左上方分離出的藍(lán)色光束通過側(cè)面窗口23進(jìn)入積分球I。
總之，在四個(gè)位置設(shè)置并定向第一和第二可動(dòng)反射鏡9和10，即100％透射位置(圖1)，紅色位置(圖2A)，綠色位置9g(圖2B,在該實(shí)施例中與圖1中的一樣)和藍(lán)色位置(圖2C)在上在實(shí)施例中使用積分球I是因?yàn)槟塬@得與厚度變化或參考光束R及透射位置(圖1)，紅色位置(圖2A)，綠色位置9g(圖2B，在該實(shí)施例中與圖1中的一樣)和藍(lán)色位置(圖2C)。
由于如圖1所示的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，100％透射測量的測量光束沒有直接進(jìn)入積分球I(或光電倍增管21)，而是如三色光透射率測量的情形一樣經(jīng)兩塊反射鏡9和10進(jìn)入的。這樣，當(dāng)通過用100％透射光的光強(qiáng)除各個(gè)色光的測量強(qiáng)度來計(jì)算透射率時(shí)，反射鏡的反射率的影響被消除，從而可獲得精確絕對透射率值。又由于積分球I(和光電倍增管21)是固定的，可以應(yīng)用雙光束方法，而沒有光源或光測量電路變化的影響。因?yàn)椴僮髡咧恍韪淖儍蓧K反射鏡9和10的位置，所以測量操作非常簡單。由于反射鏡數(shù)少且光電倍增管21不移動(dòng)，適配器2可以體積小而價(jià)格便宜。當(dāng)適配器2不用時(shí)，分光光度計(jì)可照常使用。
權(quán)利要求
1.一種用于測量分色棱鏡色透射率的裝置，該分色棱鏡在入射路徑上接收測量光，在三個(gè)不同方向的出射路徑上射出三色光，所述裝置包含用于測量在入口路徑上進(jìn)入其的光的強(qiáng)度的光測量裝置，設(shè)置該入口路徑與入射路徑的延長部分相分離；第一可動(dòng)反射鏡，它位于包括入射路徑延長部分和三個(gè)出射路徑的四路徑之一中，用于將每一路徑上的光反射到第二可動(dòng)反射鏡上，以及第二可動(dòng)反射鏡，它位于所述光測量裝置的入口路徑上，面向四個(gè)方向之一將來自所述第一可動(dòng)反射鏡的光反射到所述光測量裝置中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射率測量裝置，其特征在于入射路徑的延長部分與三條出射路徑之一重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透射率測量裝置，其特征在于所述光測量裝置包含一個(gè)積分球。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透射率測量裝置，其特征在于配備有一個(gè)共用底座，在其上面固定安裝了光測量裝置和積分球，通過一對銷子和相應(yīng)孔將第一可動(dòng)反射鏡固定在每一位置，以及通過一個(gè)銷子和相應(yīng)孔將繞著一固定軸旋轉(zhuǎn)的第二可動(dòng)反射鏡固定在每一朝向。
5.一種用于測量分色棱鏡色透射率的裝置，該分色棱鏡在入射路徑上接收測量光，在三個(gè)不同方向的出射路徑上發(fā)射三色光，所述裝置包含一個(gè)產(chǎn)生參考光和測量光的光源，用于測量在入口路徑上進(jìn)入其的光的強(qiáng)度的光測量裝置，設(shè)置該入口路徑與入射路徑的延長部分相分離，用于將參考光導(dǎo)入所述光測量裝置的參考光學(xué)系統(tǒng)，用于將測量光在入射路徑引入分色棱鏡的入射光學(xué)系統(tǒng)，第一可動(dòng)反射鏡，它位于包括入射路徑延長部分和三個(gè)出射路徑的四路徑之一中，用于將每一路徑上的光反射到第二可動(dòng)反射鏡上，以及第二可動(dòng)反射鏡，它位于所述光測量裝置的入口路徑上，面向四個(gè)方向之一將來自所述第一可動(dòng)反射鏡的光反射到所述光測量裝置中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透射率測量裝置，其特征在于入射路徑的延長部分與三條出射路徑之一重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透射率測量裝置，其特征在于所述光測量裝置包含一個(gè)積分球。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透射率測量裝置，其特征在于備有一個(gè)共用底座，在其上面固定安裝了光測量裝置和積分球，通過一對銷子和相應(yīng)孔將所述第一可動(dòng)反射鏡固定在第一位置，以及通過一個(gè)銷子和相應(yīng)孔將繞著一固定軸旋轉(zhuǎn)的第二可動(dòng)反射鏡固定在每一方向。
9.一種可與分光光度計(jì)相連用于測量分色棱鏡色透射率的適配器，該分色棱鏡在入射路徑上接收測量光，在三個(gè)不同方向的出射路徑上發(fā)射三色光，所述分光光度計(jì)有一個(gè)用于產(chǎn)生參考光和測量光的光源，所述適配器包含位于所述分光光度計(jì)中用于將參考光和測量光從分光光度計(jì)中引出的引出光學(xué)系統(tǒng);用于測量在入口路徑上進(jìn)入其的光的強(qiáng)度的光測量裝置，設(shè)置該入口路徑與入射路徑的延長部分相分離，用于將所述參考光導(dǎo)入所述光測量裝置的參考光學(xué)系統(tǒng)，用于將測量光在入射路徑上導(dǎo)入分色棱鏡的入射光學(xué)系統(tǒng)，第一可動(dòng)反射鏡，它位于包括入射路徑延長部分和三個(gè)出射路徑的四路徑之一中，用于將每一路徑上的光反射到第二可動(dòng)反射鏡上，以及第二可動(dòng)反射鏡，它位于所述光測量裝置的入口路徑上，面向四個(gè)方向之一將來自所述第一可動(dòng)反射鏡的光反射到所述光測量裝置中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的適配器，其特征在于所述入射路徑的延長部分與所述三條出射路徑之一重合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的適配器，其特征在于所述光測量裝置包含一個(gè)積分球。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的適配器，其特征在于備有一個(gè)共用底座，在其上面固定安裝了所述光測量裝置和積分球，通過一對銷子和相應(yīng)孔將所述第一可動(dòng)反射鏡固定在每一位置，通過一個(gè)銷子和相應(yīng)孔將繞著一固定軸旋轉(zhuǎn)的第二可動(dòng)反射鏡固定在每一方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述適配器，其特征在于所述引出光學(xué)系統(tǒng)包括多個(gè)固定安裝在一塊基座上的反射鏡。
全文摘要
一種測量分色棱鏡色透射率的裝置包括用于測量在入口路徑進(jìn)入積分球I的光的強(qiáng)度的光電倍增管和積分球I，其中設(shè)置入口路徑與入射路徑的延長部分相分離，位于包括入射路徑延長部分和三個(gè)出射路徑的四路徑之一的第一可動(dòng)反射鏡，用于將每一路徑上的光反射到第二可動(dòng)反射鏡上；位于所述積分球的入口路徑上并面向四個(gè)方向之一將來自第一可動(dòng)反射鏡的光反射到積分球I中的第二可動(dòng)反射鏡。
文檔編號G01J3/08GK1069572SQ92108988
公開日1993年3月3日 申請日期1992年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月29日
發(fā)明者佐藤辰己, 安藤修 申請人:株式會社島津制作所