DE10213485B4

DE10213485B4 - Apparatus and method for measuring the degree of light transmission of a test specimen by means of a scattering body unit

Info

Publication number: DE10213485B4
Application number: DE2002113485
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. Mohr; Otto Stangl
Original assignee: Rodenstock GmbH
Current assignee: Rodenstock GmbH
Priority date: 2002-03-17
Filing date: 2002-03-17
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2022-03-18
Also published as: DE10213485A1

Abstract

Vorrichtung zur Messung des Lichttransmissionsgrades eines Prüflings (10), wie eines Brillenglases, mit
– einer Lichtquelle (1, 2),
– einem optischen System (3, 8), das das Licht der Lichtquelle (1, 2) auf den Prüfling (10) richtet,
– einer Lichtempfangseinheit mit wenigstens einem Fotoempfänger (14), der das durch den Prüfling (10) hindurchgehende Licht empfängt, und
– einer Steuer- und Auswerteeinheit, die aus dem Ausgangssignal der Lichtempfangseinheit den Lichttransmissionsgrad des Prüflings (10) bestimmt,
dadurch gekennzeichnet, dass zur von der optischen Wirkung des Prüflings (10) unabhängigen Erfassung des Lichttransmissionsgrades im Lichtweg nach dem Prüfling (10) eine Streukörpereinheit (12) angeordnet ist, deren dem Lichtweg zugewandte Flächen diffus reflektieren, und die wenigstens eine Opalglasscheibe aufweist.Apparatus for measuring the degree of light transmission of a test object (10), such as a spectacle lens, with
A light source (1, 2),
An optical system (3, 8) which directs the light of the light source (1, 2) onto the test object (10),
A light receiving unit having at least one photoreceptor (14) receiving the light passing through the specimen (10), and
A control and evaluation unit which determines from the output signal of the light receiving unit the light transmittance of the test piece (10),
characterized in that for the optical effect of the test piece (10) independent detection of the light transmittance in the light path after the test piece (10) a scattering body unit (12) is arranged, the diffused surfaces of the light path reflect, and having at least one opal glass pane.

Description

Technisches Gebiettechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung des Lichttransmissionsgrades eines Prüflings, wie eines Brillenglases, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die Verwendung dieser Vorrichtung gemäß Patentanspruch 22 sowie auf ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 23.The The invention relates to a device for measuring the light transmittance a test object, like a spectacle lens, according to the generic term of claim 1, the use of this device according to claim 22 and to a corresponding method according to the preamble of the claim 23rd

Für die Bestimmung des Lichttransmissionsgrades gelten die speziellen in EN-ISO 8080 Teil 3 sowie die in ISO 14889 festgelegten allgemeinen Anforderungen. Ferner sind in DIN 5032, Teil 6 und 7 – insbesondere Klasse L – enthaltenen Regeln für Beleuchtungsstärke-Meßgeräte zu berücksichtigen. Auf diese Normen wird im übrigen zur Erläuterung aller hier nicht näher definierten Begriffe ausdrücklich Bezug genommen.For the determination the light transmittance, the special ones in EN-ISO 8080 apply Part 3 and the general requirements set out in ISO 14889. Furthermore, in DIN 5032, part 6 and 7 - in particular class L - contained Rules for Illuminance meters to be considered. By the way, these standards will be upheld In order to explain all not closer expressly defined terms Referenced.

Zur orientierenden Messung des Lichttransmissionsgrades sind beispielsweise von den Firmen Hoya, Indo, Humphrey oder Briot Geräte erhältlich, die den Lichttransmissionsgrad mit einer Genauigkeit von ca. 3% oder schlechter bestimmen. Diese bekannten Geräte weisen eine Lichtquelle, ein optisches System, das das Licht der Lichtquelle auf den Prüfling richtet, dessen Transmissionsgrad bestimmt werden soll, eine Lichtempfangseinheit mit wenigstens einem Fotoempfänger, der das durch den Prüfling hindurchgehende Licht empfängt, und eine Steuer- und Auswerteein heit auf, die aus dem Ausgangssignal der Lichtempfangseinheit den Lichttransmissionsgrad des Prüflings bestimmt. Auf diese bekannten Geräte wird zur Erläuterung aller hier nicht näher beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich Bezug genommen. Teilweise sind diese bekannten Geräte auch in der Lage, den spektralen Verlauf des Transmissionsgrades zu bestimmen.to orienting measurement of the light transmittance are, for example available from the companies Hoya, Indo, Humphrey or Briot Devices, the the light transmittance with an accuracy of about 3% or determine worse. These known devices have a light source, an optical system that directs the light from the light source onto the device under test, whose transmittance is to be determined, a light receiving unit with at least one photoreceiver, the one by the examinee receiving light passing through, and a control and evaluation unit consisting of the output signal the light receiving unit determines the light transmittance of the specimen. On these known devices will be explained all not described here Details specifically Referenced. In part, these known devices are synonymous able to determine the spectral curve of the transmittance.

Für Produktionsbetriebe bzw. Färbebetriebe von Brillengläsern reicht die Genauigkeit dieser zur orientierenden Messung gedachten Geräte nicht aus, um die laufende Produktion mit hinreichender Genauigkeit zu überprüfen. Zur Überprüfung der Produktion sollte die Messunsicherheit des Lichttransmissionsgrades nämlich kleiner als 1% sein.For production companies or dyeing plants of lenses ranges the accuracy of this intended for orienting measurement equipment not enough to keep the current production with sufficient accuracy to check. To check the Production should be the measurement uncertainty of light transmission namely be less than 1%.

Bekannte Geräte, bei denen die Messunsicherheit weniger als 1% beträgt, sind vergleichsweise komplex und damit kostenaufwendig und empfindlich aufgebaut – beispielsweise werden Ulbrichtkugeln verwendet –, so dass ihr Einsatz in Produktionsstätten Probleme bereitet. Darüber hinaus sind die bekannten Geräte alterungsempfindlich, da z. B. häufig großflächige Selen-Zellen zur Erfassung der Lichtintensität eingesetzt werden.Known Equipment, where the measurement uncertainty is less than 1% comparatively complex and thus costly and sensitive built up - for example Ulbrichtkugeln be used - so that their use in production problems prepares. About that In addition, the known devices senungsempfindlich because z. B. often large selenium cells for detecting the light intensity be used.

Desweiteren ist bei den bekannten Geräten nicht gewährleistet, dass der Transmissionsgrad wirkungsunabhängig bestimmt wird.Furthermore is not in the known devices guaranteed that the transmittance is determined independently of the effect.

Eine Vorrichtung ähnlich der zuvor allgemein beschriebenen Vorrichtungen ist in der DE 27 05 865 C2 beschrieben. Licht von einer Lichtquelle wird über Filter und einen Lichtleiter im Strahlengang des zu untersuchenden Objekts zu einem Sensor geführt.A device similar to the previously generally described devices is shown in FIG DE 27 05 865 C2 described. Light from a light source is guided via filters and a light guide in the beam path of the object to be examined to a sensor.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Messung des Lichttransmissionsgrades eines Prüflings, wie eines Brillenglases, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, dass der Transmissionsgrad mit einer Messunsicherheit von weniger als 1% mit einem einfachen und unaufwendigen Gerät auch unter Produktionsbedingungen bestimmt werden kann. Zusätzlich soll ein entsprechendes Verfahren angegeben werden.Of the Invention is based on the object, a device for measuring the light transmittance of a DUT, such as a spectacle lens, according to the preamble of the patent claim 1 such that the transmittance with a measurement uncertainty of less than 1% with a simple one and inexpensive device can also be determined under production conditions. In addition, should a corresponding method can be specified.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Ferner sind eine Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung des Lichttransmissionsgrades unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit seinen Weiterbildungen gekennzeichnet.A inventive solution this Task is specified in claim 1. Further developments of the invention are the subject of the dependent Claims. Furthermore, a use of the device according to the invention and a method for determining the light transmittance using the Device according to the invention marked with his training.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, dass es beispielsweise dann, wenn der Lichttransmissionsgrad von Brillengläsern unterschiedlicher Wirkung bestimmt werden soll, nicht möglich ist, durchgängig bestimmte Messbedingungen, wie z. B. einen afokalen Strahlengang zu gewährleisten. Deshalb wird erfindungsgemäß ein Streukörper bzw. eine Streukörpereinheit verwendet, die den Strahlengang nach dem Prüfling unabhängig von der Wirkung und/oder der jeweiligen Messstellung (z. B. konkav oder konvexseitige Auflage des Prüflings) macht. Diese Streukörpereinheit, der die von der optischen Wirkung des Prüflings unabhängige Erfassung des Lichttransmissionsgrades ermöglicht, ist im Lichtweg nach dem Prüfling angeordnet. Erfindungsgemäß ist die Streukörpereinheit so ausgebildet, dass ihre dem Lichtweg zugewandten Flächen diffus reflektieren, und dass sie wenigstens eine Opalglasscheibe aufweist.The The invention is based on the idea that, for example when the light transmittance of spectacle lenses is different Effect is to be determined, is not possible, consistently determined Measuring conditions, such. B. to ensure an afocal beam path. Therefore, according to the invention, a scattering body or a scattering unit used, which the beam path to the DUT regardless of the effect and / or the respective measuring position (eg concave or convex-sided support of the test piece) power. This scattering body unit, the independent of the optical effect of the specimen acquisition the degree of light transmission allows is in the light path after the test object arranged. According to the invention Diffuser unit formed so that their the light path facing surfaces diffuse reflect, and that it has at least one opal glass.

Durch diese erfindungsgemäß ausgebildete Streukörpereinheit wird erreicht, dass unabhängig von der optischen Wirkung des Prüflings die gesamte durch den Prüfling hindurchtretende Lichtmenge in die Lichtempfangseinheit eintritt und von dieser erfasst wird. Damit kann der Lichttransmissionsgrad beispielsweise von Brillengläsern mit Wirkungen von wenigstens –25 dpt bis wenigstens +25 dpt mit einer Messunsicherheit von weniger als 1% wirkungsunabhängig bestimmt werden.This scattering body unit designed according to the invention ensures that, irrespective of the optical effect of the test object, the entire quantity of light passing through the test object is absorbed in the light receiving unit enters and is detected by this. Thus, the light transmission, for example, of spectacle lenses with effects of at least -25 D to at least +25 D can be determined independently of the effect with a measurement uncertainty of less than 1%.

Dabei ist es von Vorteil, wenn die Streukörpereinheit im Lichtweg vor der wenigstens einen Opalglasscheibe mindestens ein optisches Element mit sammelnder Wirkung aufweist. Durch dieses mindestens eine optische Element wird divergentes Licht auf den eigentlichen Streukörper "konzentriert".there it is advantageous if the scattering unit in the light path before the at least one opal glass pane having at least one optical element has collecting effect. By this at least one optical Element is divergent light "concentrated" on the actual scattering body.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist die Streukörpereinheit eine erste Opalglasscheibe, im Anschluß an die erste Opalglasscheibe einen sich erweiternden ersten Kanal mit diffus reflektierenden Begrenzungsflächen, eine zweite Opalglasscheibe, im Anschluß an die zweite Opalglasscheibe einen sich verengenden zweiten Kanal mit diffus reflektierenden Begrenzungsflächen, und am Ende des sich verengenden Kanals eine dritte Opalglasscheibe auf. Durch diese Ausbildung tritt das Licht aus der Streukörpereinheit ähnlich wie bei einem insgesamt afokalen System zumindest so annähernd parallel aus, dass der nachgeordnete Detektor bzw. die nachgeordnete Detektoreinheit wirklich das gesamte durch den Prüfling hindurchgehende Licht vollständig erfasst.at a particularly advantageous embodiment, the scattering body unit a first opal glass pane, following the first opal glass pane a widening first channel with diffusely reflecting Boundary surfaces, a second opal glass pane, following the second opal glass pane a narrowing second channel with diffusely reflecting Boundary surfaces, and at the end of the narrowing channel, a third opal glass pane on. As a result of this design, the light from the scatterer unit occurs in a similar way in an overall afocal system at least approximately parallel from that the downstream detector or the downstream detector unit really all the light passing through the specimen Completely detected.

Eine besonders einfache, aber dennoch effiziente Ausbildung der Streukörpereinheit erhält man dadurch, dass sich die beiden Kanäle konisch erweitern bzw. verengen.A particularly simple, yet efficient formation of the scattering body unit receives one in that the two channels expand or narrow conically.

Eine einfache und dennoch der Messaufgabe besonders dienliche Ausbildung der Lichtquelle besteht darin, dass die Lichtquelle eine Halogenlampe – insbesondere mit einer Wolframwendel – und einen Konversionsfilter aufweist. Durch diese Ausbildung kann die Spektralverteilung der Lichtquelle in einfacher Weise der gewünschten Spektralverteilung angepasst werden. Insbesondere ist es möglich, das Beleuchtungslicht durch Verwendung eines als D65-Filter ausgebildeten – insbesondere mehrlagigen – Konversionsfilters auf das "Normlicht" D65 abzustimmen.A simple and yet the measurement task particularly useful training the light source is that the light source is a halogen lamp - in particular with a tungsten filament - and has a conversion filter. Through this education, the Spectral distribution of the light source in a simple manner the desired Spectral distribution to be adjusted. In particular, it is possible to use the illumination light by using a D65 filter trained - in particular multilayer conversion filters to vote for the "standard light" D65.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn eine Regeleinheit für die an der Halogenlampe anliegende Gleichspannung vorhanden ist, da sich durch eine derartige Regeleinheit ein auch über längere Zeiträume konstanter Lichtstrom erreichen lässt.Farther it is preferred if a control unit for the current applied to the halogen lamp DC voltage is present, since by such a control unit even over longer periods of constant Luminous flux can be achieved.

Im übrigen kann das optische System, das das Licht der Lichtquelle auf den Prüfling richtet, in herkömmlicher Weise ausgebildet sein: Beispielsweise kann das optische System wenigstens eine Linse aufweisen.For the rest, can the optical system that directs the light from the light source to the device under test, in conventional For example, the optical system have at least one lens.

Da entscheidend für die Bestimmung des Lichttransmissionsgrades die Kenntnis des auf den Prüfling auftreffenden Lichtstromes ist, ist es ferner besonders bevorzugt, wenn zwischen Lichtquelle und Prüfling ein Strahlteiler vorgesehen ist, der einen bestimmten Teil – beispielsweise 5–10% – des auf den Prüfling gerichteten Lichtes auf einen Referenz-Fotoempfänger lenkt. Die Steuer- und Auswerteeinheit ermittelt aus dem Ausgangssignal des Referenz-Fotoempfängers ein Referenzsignal für den Absolutwert des auf den Prüfling auftreffenden Lichtstroms. Damit haben insbesondere Alterungsvorgänge der Lampe, Temperaturänderungen etc. keinen Einfluss auf die Bestimmung des (absoluten) Transmissionsgrades.There crucial for the determination of the light transmittance the knowledge of the examinee incident luminous flux, it is also particularly preferred if between light source and test object a beam splitter is provided, which is a specific part - for example 5-10% - of the on examinee directed light directed to a reference photoreceptor. The tax and Evaluation unit determines from the output signal of the reference photoreceiver Reference signal for the absolute value of the test specimen incident luminous flux. Thus, in particular aging processes of Lamp, temperature changes etc. have no influence on the determination of the (absolute) transmittance.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Referenz-Fotoempfänger baugleich mit dem Fotoempfänger der Lichtempfangseinheit ist, da dann Abgleichfehler, Temperaturkoeffizienten, Alterungsvorgänge etc. sich in gleicher Weise auf beide Empfänger auswirken.Farther It is advantageous if the reference photoreceptor identical to the photoreceiver of Light receiving unit is, because then calibration error, temperature coefficient, Aging processes etc. affect both recipients in the same way.

Alternativ kann der Referenz-Fotoempfänger auch der Fotoempfänger der Lichtempfangseinheit sein, auf den das Messlicht-Bündel und das Referenzlicht-Bündel abwechselnd auftreffen. Dies kann beispielsweise durch eine Chopper-Einheit realisiert werden, die das Meßlicht-Bündel und das Referenzlicht-Bündel alternierend auf den für beide Strahlwege gemeinsamen Fotoempfänger richtet. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass sich beispielsweise Änderungen in der Quanteneffizienz, d. h. im Wirkungsgrad des Fotoempfängers nicht auf das Messergebnis auswirken.alternative may also be the reference photoreceptor the photoreceiver be the light receiving unit on which the measuring light bundle and the reference light bundle alternately hit. This can be realized for example by a chopper unit, the measuring light bundle and the Reference light bundle alternating on the for directed both beam paths common photoreceptor. This training has the advantage that, for example, changes in the quantum efficiency, d. H. in the efficiency of the photoreceiver not on the measurement result impact.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung ist es im Gegensatz zum Stand der Technik nicht erforderlich, vergleichsweise alterungsempfindliche Selen-Zellen zu verwenden. Stattdessen können langzeitstabile Silizium-Fotodioden eingesetzt werden. Bevorzugt ist es dabei, großflächige Si-Fotodioden mit einem Durchmesser von insbesondere 10 mm oder mehr einzusetzen.By the training of the invention the device is not in contrast to the prior art required, comparatively age-sensitive selenium cells to use. Instead, you can long-term stable silicon photodiodes be used. It is preferred, large-area Si photodiodes with a Diameter of particular 10 mm or more to use.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn vor dem Referenz-Fotoempfänger ein V(λ)-Filter und insbesondere ein mehrlagiges Präzisionsfilter angeordnet ist, da dann die spektrale Empfindlichkeit des Referenz-Fotoempfängers der jeweiligen Messaufgabe angepasst werden kann. Beispielsweise ist es zur Messung des spektralen Transmissionsgrades von Brillengläsern bevorzugt, wenn durch das Filter die spektrale Empfindlichkeit des Fotoempfängers der des menschlichen Auges angepasst wird.Farther it is preferred if in front of the reference photoreceiver, a V (λ) filter and in particular a multi-layer precision filter is arranged, since then the spectral sensitivity of the reference photoreceiver of each measurement task can be adjusted. For example it is preferred for measuring the spectral transmittance of spectacle lenses, if through the filter the spectral sensitivity of the photoreceiver of the adapted to the human eye.

Die erfindungsgemäße Ausbildung, auf Grund derer nach der Streukörpereinheit die vollständige Information über das absolute Transmissionsverhalten des Prüflings unabhängig von seiner Wirkung vorliegt, ermöglicht die verschiedensten Auswerte-Möglichkeiten:
So ist es möglich, dass zur integralen Erfassung des Lichttransmissionsgrades im Lichtweg nach der Streukörpereinheit und vor dem Fotoempfänger ein (insbesondere mehrlagiges Präzisions-Interferenz-) V(λ)-Filter angeordnet ist. Dies erlaubt eine V(λ)-bewertete Messung des integralen Transmissionsgrades.The training according to the invention, on the basis of which according to the scattering body unit, the complete information about the absolute transmission behavior of the specimen regardless of his We kung, allows for a wide variety of evaluation options:
It is thus possible for an (in particular multi-layer precision interference) V (λ) filter to be arranged for the integral detection of the light transmittance in the light path after the scattering body unit and in front of the photoreceiver. This allows a V (λ) -valued measurement of the integral transmittance.

Alternativ zur integralen V(λ)-bewerteten Messung kann zur Erfassung der spektralen Verteilung des Lichttransmissionsgrades nach der Streukörpereinheit ein Spektrometer angeordnet sein. Ein geeigneter Spektrometerkopf ist beispielsweise das von der Firma Carl Zeiss vertriebene Mini-Spektrometer.alternative for the integral V (λ) -valued measurement can detect the spectral distribution of the light transmittance after the scattering unit a spectrometer can be arranged. A suitable spectrometer head is, for example, the mini-spectrometer marketed by Carl Zeiss.

In jedem Falle ist es von Vorteil, wenn das Spektrometer nach dem dispersiven Element (Prisma, Gitter etc.) ein Fotodioden-Array und insbesondere ein Si-Fotodioden-Array aufweist. Diese Ausbildung erlaubt nicht nur eine Erfassung des spektralen Transmissionsgrades mit einer Auflösung, die von der Zahl der Dioden des Arrays (bzw. der Diodenzeile) abhängt, sondern auch die Ermittlung des integralen Transmissionsgrades. Hierzu ermittelt die Steuer- und Auswerteeinheit aus den Ausgangssignalen aller Dioden des Fotodioden-Arrays den Absolutwert des durch den Prüfling hindurchgegangenen Lichtstroms. Bevorzugt setzt dann die Steuer- und Auswerteeinheit diesen Absolutwert des durch den Prüfling hindurchgegegangenen Lichtstroms in Bezug zu dem Ausgangssignal des Referenz-Fotoempfängers, so dass auch bei einer spektralen Erfas sung des Transmissionsgrades Schwankungen des auf den Prüfling auftretenden Lichtstromes keine Rolle spielen.In In any case, it is advantageous if the spectrometer after the dispersive Element (prism, grating, etc.) a photodiode array and in particular a Si photodiode array. This training does not allow only a detection of the spectral transmittance with a Resolution, which depends on the number of diodes of the array (or the diode array), but also the determination of the integral transmittance. Determined for this purpose the control and evaluation of the output signals of all diodes of the photodiode array, the absolute value of the passed through the specimen Luminous flux. Preferably then sets the control and evaluation this absolute value of the passed through the examinee Luminous flux with respect to the output signal of the reference photoreceptor, so that even with a spectral Erfas measurement of the transmittance fluctuations of the occurring on the test specimen Luminous flux play no role.

Gerade dann, wenn kommerziell erhältliche Spektrometer-Köpfe eingesetzt werden, ist es ferner bevorzugt, wenn zwischen Streukörpereinheit und Spektrometer eine Zwischenabbildung erfolgt.Just then when commercially available spectrometer heads are used is it is further preferred if between the scatterer unit and the spectrometer an intermediate image takes place.

Im übrigen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ähnlich wie bekannte Vorrichtungen ausgebildet sein. Beispielsweise ist es möglich, eine Auflage für den Prüfling vorzusehen, die sich in Lichtweg-Richtung konisch erweitert, und die auch als so genannte Kulissenblende dient.For the rest, can the device according to the invention similar be known devices. For example, it is possible to have one Edition for the examinee to provide, which widens conically in the light path direction, and which also serves as a so-called gate screen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann im Prinzip für beliebige Messaufgaben eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Messung des V(λ)-bewerteten Transmissionsgrades oder zur Messung des spektralen Lichttransmissionsgrades von Brillengläsern und insbesondere von (Masse- oder Oberflächen-)gefärbten Brillengläsern, wie sie beispielsweise als Sonnenschutzgläser Verwendung finden. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr schnell arbeitet, können auch photochrome Brillengläser vermessen werden, ohne dass der auf das Brillenglas auftreffende Meßlicht-Strom das Messergebnis unmittelbar beeinflusst.The inventive device can in principle for Any measurement tasks are used. Particularly preferred However, the use of a device according to the invention for measuring the V (λ) -bewerteten Transmittance or for measuring the spectral luminous transmittance of lenses and in particular of (mass or surface) colored spectacle lenses, such as they are used, for example, as sunscreen lenses. Because the inventive device can work very fast also photochromic lenses be measured without the incident on the lens Measuring light power directly influenced the measurement result.

Verfahren zur Messung des Lichttransmissionsgrades eines Prüflings mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnen sich insbesondere durch folgende Schritte aus:

– der Transmissionswert 100% wird dem Quotienten des Ausgangssignals der Lichtempfangseinheit und des Ausgangssignals des Referenz-Fotoempfängers bei nicht eingesetztem Prüfling zugeordnet,
– der Transmissionswert 0% wird dem Quotienten des Ausgangssignals der Lichtempfangseinheit und des Ausgangssignals des Referenz-Fotoempfängers bei abgedeckter Lichtempfangseinheit zugeordnet,
– dem bei auf die Auflage aufgelegtem Prüfling erhaltenen Quotienten des Ausgangssignals der Lichtempfangseinheit und des Ausgangssignals des Referenz-Fotoempfängers wird der Transmissionswert für den Prüfling zugeordnet.

Methods for measuring the light transmittance of a test object with a device according to the invention are characterized in particular by the following steps:

The transmission value 100% is assigned to the quotient of the output signal of the light receiving unit and the output signal of the reference photoreceiver when the test object is not inserted,
The transmission value 0% is assigned to the quotient of the output signal of the light receiving unit and of the output signal of the reference photoreceiver with the light receiving unit covered,
- The quotient of the output signal of the light receiving unit and the output signal of the reference photoreceiver, which is obtained when the test object is placed on the support, is assigned the transmission value for the test object.

Dabei können zur Ermittlung der Kennlinie der Vorrichtung Filtergläser mit definiertem Transmissionswert auf die Auflage aufgelegt werden. Die so ermittelte Kennlinie wird in der Steuer- und Auswerteeinheit abgespeichert und dient zur Bewertung bzw. Korrektur der erhaltenen Messwerte. Für die Eichung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es ferner bevorzugt, wenn Filtergläser ohne optische Wirkung verwendet werden.there can to determine the characteristic of the device filter glasses with defined transmission value are placed on the support. The characteristic thus determined is in the control and evaluation unit stored and used for the evaluation or correction of the received Readings. For the calibration of the device according to the invention it is also preferred if filter glasses used without optical effect become.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die an der Lampe anliegende Spannung auf weniger als ± 0,5% der Nennspannung geregelt wird.Farther It is advantageous if the voltage applied to the lamp on less than ± 0.5% of Rated voltage is regulated.

Erfindungsgemäß ist es ferner möglich, hohe Bestrahlungsstärken des Prüflings einzusetzen, deren Größenordnung (25 bis 30 ± 5 klx) der einer direkten Bestrahlung durch Sonnenlicht entspricht.It is according to the invention furthermore possible, high irradiances of the test piece whose order of magnitude (25 up to 30 ± 5 klx) which corresponds to a direct irradiation by sunlight.

Gerade bei der Messung von Brillengläsern ist es ferner von Vorteil, wenn die Farbtemperatur der Lampe 6000 ± 400 K beträgt.Just in the measurement of spectacle lenses it is also advantageous if the color temperature of the lamp 6000 ± 400 K. is.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of drawing

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen hinsichtlich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird, und deren einzigeThe Invention will be described below without limiting the general inventive concept an embodiment described by way of example with reference to the drawing, to the Furthermore with regard to the disclosure of all unspecified in the text Details of the invention expressly and their only one

Figur einen teilweise auseinandergezogenen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt.figure a partially exploded cross-section through a device according to the invention shows.

Darstellung eines Ausführungsbeispiels Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zur Messung des Lichttransmissionsgrades weist eine Halogenlampe 1 auf, an der eine nicht dargestellte Regeleinheit eine stabilisierte Gleichspannung anlegt, so dass die Lampe 1 im Dauerbetrieb einen konstanten Lichtstrom erzeugt. Die Leistung der Lampe ist dabei so gewählt, dass am Messort eine Bestrahlungsstärke in der Größenordnung einer direkten Bestrahlung durch Sonnenlicht (ca. 30klux) erreicht wird.Representation of an embodiment The device designed according to the invention for measuring the light transmittance has a halogen lamp 1 on, in which a control unit, not shown, applies a stabilized DC voltage, so that the lamp 1 produces a constant luminous flux in continuous operation. The power of the lamp is chosen so that at the measurement site an irradiance in the order of magnitude of a direct irradiation by sunlight (about 30klux) is achieved.

Im Weg des Lichtstroms sind nach der Lampe 1 ein D65-Konversionsfilter 2 mit wärmeisolierender Befestigung, eine Linse 3, ein Umlenkspiegel 4 und ein Teilerspiegel 5 angeordnet.In the way of the luminous flux are after the lamp 1 a D65 conversion filter 2 with heat-insulating fastening, a lens 3 , a deflecting mirror 4 and a splitter mirror 5 arranged.

Der Teilerspiegel 5 lenkt einen Teil, z.B. 8% des Lichtes aus dem Strahlengang aus. Dieses Licht trifft über ein V(λ)-Filter 6 auf eine Silizium-Fotodiode 7, deren Ausgangssignal an einer nicht dargestellten Steuer- und Auswerteeinheit anliegt. Die Steuer- und Auswerteeinheit berechnet aus dem Ausgangssignal der Fotodiode 7 die Größe des Lichtstromes.The splitter mirror 5 deflects a part, eg 8% of the light out of the beam path. This light hits via a V (λ) filter 6 on a silicon photodiode 7 whose output signal is applied to a control and evaluation unit, not shown. The control and evaluation unit calculates from the output signal of the photodiode 7 the size of the luminous flux.

Im "Hauptweg" des Lichtstromes ist nach dem Teilerspiegel 5 eine weitere Linse (bzw. Linsengruppe) 8 angeordnet, die den Lichtstrom auf einen Prüfling 10, beispielsweise ein Brillenglas lenkt. Mit 9 ist ein nur schematisch dargestellter Tubus gegen Fremdlicht bezeichnet. Der Prüfling 10 liegt auf einer Auflage 11 auf, die sich in Lichtrichtung konisch erweitert und als Kulissenblende dient. Innerhalb bzw. nach der Auflage 11 (die Darstellung ist an dieser Stelle auseinander gezogen) sind zwei Linsen 121 bzw. 122 mit sammelnder Wirkung angeordnet. Nach der Linse 122 ist die erfindungsgemäß vorgesehene Streukörpereinheit angeordnet, die drei Opalglasscheiben 123, 125 und 127 aufweist. Die drei Opalglasscheiben sind in einem Körper angeordnet der sich zwischen der ersten Opalglasscheibe 123 und der zweiten Opalglasscheibe 125 konisch erweitert und sich zwischen der zweiten Opalglas scheibe 125 und der dritten Opalglasscheibe 127 konisch verengt. Die konischen Begrenzungsflächen 124 bzw. 126 sind diffus reflektierend ausgebildet. Hierdurch wird erreicht, dass unabhängig von der optischen Wirkung des Prüflings 10 das gesamte durch den Prüfling 10 hindurchgehende Licht über ein V(λ)-Filter 13 auf einen Si-Fotodetektor 14 auftrifft, der bevorzugt baugleich mit dem Detektor 7 ist. Bevorzugt handelt es sich bei den Fotodetektoren um großflächige Si-Fotodioden, deren Lichtaktive Fläche einen Durchmesser von 10 mm oder mehr hat. Das Ausgangssignal des Fotodetektors 14 liegt ebenfalls an der (nicht dargestellten) Steuer- und Auswerteeinheit an, die aus dem Ausgangssignal den V(λ)-bewerteten Transmissionsgrad des Prüflings 10 bestimmt.In the "main path" of the luminous flux is after the splitter mirror 5 another lens (or lens group) 8th arranged the luminous flux on a test object 10 , for example, directs a spectacle lens. With 9 is a tube shown only schematically illustrated against extraneous light. The examinee 10 lies on a pad 11 on, which widens conically in the direction of light and serves as a backdrop panel. Within or after the edition 11 (the illustration is pulled apart at this point) are two lenses 121 respectively. 122 arranged with collecting effect. After the lens 122 the scattering body unit provided according to the invention is arranged, the three opal glass panes 123 . 125 and 127 having. The three opal glass panes are arranged in a body which is located between the first opal glass pane 123 and the second opal glass pane 125 flared and extending between the second opal glass slice 125 and the third opal glass pane 127 conically constricted. The conical boundary surfaces 124 respectively. 126 are formed diffuse reflective. This ensures that regardless of the optical effect of the specimen 10 the whole by the examinee 10 passing light through a V (λ) filter 13 on a Si photodetector 14 impinges, preferably prefabricated with the detector 7 is. Preferably, the photodetectors are large-area Si photodiodes whose light-active surface has a diameter of 10 mm or more. The output signal of the photodetector 14 is also applied to the control and evaluation unit (not shown) which uses the output signal to determine the V (λ) -valued transmittance of the test object 10 certainly.

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben worden. Selbstverständlich sind die verschiedensten Abwandlungen möglich:
So kann anstelle des V(λ)-Filters (13) ein Spektrometer in den Strahlengang eingesetzt werden, das nach dem dispersiven Element eine Diodenzeile aufweist, so dass der spektrale Lichttransmissionsgrad des Prüflings 10 ermittelt werden kann.Above, the invention has been described with reference to an embodiment. Of course, the most varied modifications are possible:
So instead of the V (λ) filter ( 13 ) a spectrometer are used in the beam path, which has a diode array after the dispersive element, so that the spectral light transmission of the specimen 10 can be determined.

Ferner ist es möglich, anstelle zweier V(λ)-Filter und zweier Fotodetektoren nur ein einziges V(λ)-Filter und einen Fotodetektor zu verwenden, auf den das Meßlicht und das Referenzlicht alternierend auftreffen.Further Is it possible, instead of two V (λ) filters and two photodetectors only a single V (λ) filter and a photodetector to use on which the measuring light and hit the reference light alternately.

Claims

Device for measuring the light transmittance of a test specimen ( 10 ), such as a spectacle lens, with - a light source ( 1 . 2 ), - an optical system ( 3 . 8th ), which is the light of the light source ( 1 . 2 ) on the test piece ( 10 ), - a light receiving unit with at least one photoreceiver ( 14 ), which passes this through the examinee ( 10 ) receives light passing through, and - a control and evaluation unit, from the output signal of the light receiving unit, the light transmittance of the specimen ( 10 ), characterized in that by the optical effect of the test specimen ( 10 ) independent detection of the light transmittance in the light path after the test specimen ( 10 ) a scattering body unit ( 12 ) is arranged, whose diffused surfaces of the light path reflect, and which has at least one opal glass pane.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the scattering body unit ( 12 ) in the light path in front of the at least one opal glass pane at least one optical element ( 121 . 122 ) having a collecting effect.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the scattering body unit ( 12 ) a first opal glass pane ( 123 ), following the first opal glass pane ( 123 ) a widening first channel ( 124 ) with diffusely reflecting boundary surfaces, a second opal glass pane ( 125 ), following the second opal glass pane ( 125 ) a narrowing second channel ( 126 ) with diffusely reflecting boundary surfaces, and at the end of the narrowing channel ( 126 ) a third opal glass pane ( 127 ) having.

Device according to claim 3, characterized in that the two channels ( 126 . 128 ) conically expand and / or narrow.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the light source is a halogen lamp ( 1 ) and a conversion filter ( 2 ) having.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the conversion filter ( 2 ) is a D65 filter.

Device according to claim 5 or 6, characterized by a control unit for the halogen lamp ( 1 ) applied DC voltage.

Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the optical system which directs the light of the light source to the specimen, at least one lens ( 3 or 8th ) having.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that between light source ( 1 . 2 ) and examinee ( 10 ) a beam splitter ( 5 ) is provided, a part of the light directed to the test specimen on a reference photoreceiver ( 7 ), and in that the control and evaluation unit determines from the output signal of the reference photoreceiver a reference signal for the absolute value of the luminous flux impinging on the test object.

Device according to Claim 9, characterized in that the reference photoreceptor ( 7 ) identical to the photoreceiver ( 14 ) of the light receiving unit.

Device according to claim 9, characterized in that that the reference photoreceptor too the photoreceiver the light receiving unit is on which the measuring light bundle and the reference light bundle alternately hit.

Device according to claim 11, characterized in that that a chopper unit is present, the measuring light beam and the reference light bundle directed alternately to the photoreceptor.

Device according to one of claims 1 to 12, characterized that the photoreceptor Si diodes are.

Device according to one of claims 9 to 13, characterized in that in front of the reference photoreceiver ( 7 ) a V (λ) filter ( 6 ) is arranged.

Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that for the integral detection of the V (λ) -valued transmittance in the light path after the scattering body unit ( 12 ) and in front of the photoreceiver ( 14 ) a V (λ) filter ( 13 ) is arranged.

Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that for detecting the spectral distribution of the light transmittance after the scattering body unit ( 12 ) a spectrometer is arranged.

Device according to claim 16, characterized in that that the spectrometer after the dispersive element is a photodiode array having.

Apparatus according to claim 17, characterized in that the control and evaluation unit from the output signals of the photodiode array, the absolute value of the by the test specimen ( 10 ) detected luminous flux determined.

Apparatus according to claim 18, characterized in that the control and evaluation unit the absolute value of the by the DUT ( 10 ) passed luminous flux with respect to the output signal of the reference photoreceptor sets.

Device according to one of claims 16 to 19, characterized in that between scattering body unit ( 12 ) and spectrometer takes an intermediate image.

Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that a support ( 11 ) for the examinee ( 10 ) is provided, which widens conically in the light path direction.

Use of a device according to one of claims 1 to 21 for measuring the V (λ) -valued Transmittance or the spectral light transmittance of a spectacle lens.

Method of measuring the degree of light transmission of a test object with a device according to one of claims 1 to 21, characterized through the following steps: - of the Transmission value 100% is the quotient of the output signal of Light receiving unit and the output of the reference photoreceiver at unused test specimen associated - of the Transmission value 0% is the quotient of the output signal of Light receiving unit and the output of the reference photoreceiver at Covered light receiving unit assigned, - at placed on the edition test piece obtained quotients of the output signal of the light receiving unit and the output of the reference photoreceptor is assigned the transmission value for the device under test.

A method according to claim 23, characterized ge indicates that to determine the characteristic of the device filter glasses with a defined transmission value are placed on the support.

Method according to Claim 24, characterized that filter glasses be used without optical effect.

Method according to one of claims 23 to 25, characterized that the voltage applied to the lamp is less than ± 0.5% the rated voltage is regulated.

Method according to one of claims 23 to 26, characterized that the illuminance 25 to 30 ± 5 klx amounts to.

Method according to one of claims 23 to 27, characterized that the color temperature of the lamp is 6000 ± 400 K.