DE2907382C2

DE2907382C2 -

Info

Publication number: DE2907382C2
Application number: DE2907382A
Authority: DE
Inventors: Aiko Tondabayashi Osaka Jp Yamanishi
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1978-03-07
Filing date: 1979-02-26
Publication date: 1989-09-07
Also published as: GB2018420A; JPS6016567B2; US4236826A; GB2018420B; JPS54118886A; DE2907382A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Messung von Eigenschaften eines Objektes, insbesondere der optischen Dichte mit

- einer Blitzlichtröhre zur Abgabe von Blitzlicht,
- einer das Blitzlicht empfangenden Lichtmeßanordnung, die das Blitzlicht über das Objekt empfangen kann, und
- einer Verarbeitungsschaltung zur Ermittlung der von der empfangenen Blitzlichtmenge abhängigen Zeit, in der ein exponentiell verlaufendes erstes Signal den Pegelwert eines zweiten Signals erreicht.

Aus der DE-OS 26 49 746 ist eine Vorrichtung zur Messung des durch ein Material durchgelassenen Lichtes bekannt. Hierbei wird mit Hilfe einer Lichtsende- und Lichtempfängeranordnung das durch eine Probe gelangende Licht gemessen. Eine Schaltvorrichtung ermittelt zwei Stellungen einer Küvettenhalterung und zwar entsprechend der Probeflüssigkeit und der Bezugsflüssigkeit aufeinanderfolgend in der Stellung zwischen der Lichtquelle und dem Detektor. Eine Zeitschaltung veranlaßt eine Leuchtdiode, zweimal aufzuleuchten.

Eine Verarbeitungsschaltung mißt diejenige Zeit, welche für das Signal notwendig ist, um von einem Bezugsniveau exponentiell auf einen Wert abzufallen.

Eine weitere Schaltung verarbeitet integrierte Detektorsignale in einer Verarbeitungsschaltung.

Es werden zwei Detektorsignale zueinander in Beziehung gesetzt, die nach einer bestimmten Zeit einen Plateaubereich erreichen, in dem sie nicht mehr ansteigen. Dann, wenn der jeweilige Plateaubereich erreicht wird, ist die jeweilige Integration beendet.

Demnach erfolgt der eigentliche Auswertungsvorgang der beiden Detektorsignale mit Hilfe einer Exponentialfunktion, die in einer RC-Zeitgliedschaltung erzeugt wird.

Diese bekannte Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß bei der Auswertung der empfangenen Lichtsignale diese nachfolgend integriert werden, um dann anschließend in einer Exponentialschaltung verarbeitet zu werden. Hierbei ist es außerdem nachteilig, daß die Exponentialfunktion in einer zusätzlichen Schaltung erzeugt werden muß.

Aus der DE-OS 23 03 331 ist eine Vorrichtung zur Umwandlung eines Linearsignals bzw. eines Verhältnisses Linearsignal in ein logarithmisches Signal bekannt. Hierbei wird das von einer Probe empfangene Lichtsignal einer Integration unterworfen, um auf diese Weise ein konstantes Signal zu erhalten. Für die Messung wird eine Probe motorisch in den Strahlengang einer Lichtquelle bewegt, um auf diese Weise aufeinanderfolgend ein Probensignal und anschließend ein Vergleichssignal zu erhalten.

In einer besonderen Schaltungsanordnung wird eine abklingende Exponentialfunktion erzeugt, die als Referenzfunktion verwendet wird. Die Schnittpunkte der beiden konstanten Meßpegelsignale mit der Exponentialfunktion ergeben zwei unterschiedliche Zeitpunkte, deren Abstand für die Eigenschaft des zu messenden Objektes ausgewertet wird. Je nachdem, ob die Meßprobe oder die Vergleichsprobe in den Strahlengang einer Lichtquelle bewegt ist, wird ein erstes oder zweites Speicherglied der Integrationsschaltung wirksam geschaltet.

Auch diese bekannte Vorrichtung weist die im Zusammenhang mit der Vorrichtung nach der DE-OS 26 49 746 genannten Nachteile auf. Beide bekannten Vorrichtungen benötigen zusätzliche Zeitglieder. Die eigentliche Messung erfolgt nach Beendigung der Blitzlichtabstrahlung in einem nachfolgenden Zeitpunkt.

Aus dem japanischen Gebrauchsmuster 48-11347 ist ein Dichtemesser mit einer Schaltung zur Erzeugung eines Spannungssignals bekannt, eine Exponentialfunktion fällt von einem Standardpegel exponentiell in Abhängigkeit von der Zeit ab. Eine weitere Schaltstufe dient zur Erzeugung eines stationären Signals und zwar in Abhängigkeit von einem Lichtmeßsignal, herrührend von einer Lichtquelle über ein Objekt. Eine Zähleinrichtung dient zum Zählen der Zeit zwischen dem Beginn des Abfalls der Exponentialfunktion und dem Erreichen des stationären Pegels.

Dieser bekannte Dichtemesser enthält eine Schaltung mit einer logarithmischen Wandlereinrichtung. Solche logarithmische Wandlereinrichtungen sind nachteilig aufgrund ihres komplexen Aufbaus.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die Zahl der verwendeten Schaltungsstufen verringert und eine logarithmische Wandlereinrichtung nicht erforderlich ist.

Die Aufgabe wird gemäß einer ersten Lösung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Diese Aufgabe wird auch durch die im Kennzeichen des Anspruchs 2 enthaltenen Merkmale gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen. In vorteilhafter Weise wird eine logarithmische Umwandlung ohne irgendwelche logarithmische Wandlereinrichtungen vorgenommen. Auf diese Weise erhält man eine kompakte Vorrichtung, die eine Blitzlichteinrichtung ohne irgendwelche Integrationsmittel verwendet. Auch erzielt man einen weiten dynamischen Meßbereich.

Die Vorrichtung zur optischen Messung der Objekteigenschaften eignet sich nicht nur für sog. Durchlichtmessungen, sondern auch für Messungen, bei denen das Licht der Blitze am Objekt reflektiert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Fig. dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktion des ersten Ausführungsbeispiels, die Fig. 3 und 4 Kennlinien zur Erläuterung der Erfindung,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktion dieses zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 7 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktion des zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 8 ein Schaltbild, das eine Abänderung des Lichtquellenschaltkreises darstellt, und

Fig. 9 eine Kurvenschar zur Erläuterung eines der Vorteile der beschriebenen Vorrichtung.

Die Erfindung wird anschließend in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform angegeben, die als Dichtemesser ausgeführt ist. Eine Xenon-Blitzlichtröhre 1 oder ähnliche Vorrichtung wird als Lichtquelle verwendet, die ein Blitzlicht erzeugt. Wird ein Hauptschalter S geschlossen, so wird ein Kondensator C durch eine Hochspannungsleistungsquelle 2 aufgeladen. Die Ladung des Kondensators C wird abhängig von einem Triggersignal einer Triggerschaltung 3 durch die Blitzlichtröhre 1 entladen, so daß die Blitzlichtröhre 1 ein Blitzlicht als Ausgangslicht für eine Meßvorrichtung erzeugt. Diese Bauelemente stellen die Lichtquellenanordnung dar.

Das interessierende, zu messende Objekt ist mit 4 bezeichnet, und das von der Blitzlichtröhre abgegebene Licht tritt durch das Objekt 4 und gelangt schließlich auf ein auf Licht ansprechendes Element 5, wie beispielsweise eine Fotodiode mit raschem Ansprechen. Das auf Licht ansprechende Element 5 gibt einen Strom im Einklang mit der einfallenden Lichtmenge ab, der anschließend mittels eines Strom-Spannungs-Wandlers in ein Spannungssignal umgewandelt wird, das sich als Funktion der Änderung der einfallenden Lichtmenge ändert. Ein Taktimpulsgenerator 7 liefert eine Reihe von Taktimpulsen. Ein Zähler 8 beginnt die Zählung der Taktimpulse synchron mit dem Triggersignal der Triggerschaltung 3. Der Zähler 8 kann voreinstellbar sein und führt selektiv Additionen oder Subtraktionen aus; beispielsweise besteht er aus einem voreinstellbaren, vorwärts-rückwärts zählenden, binären Zähler. Ein Bezugsspannungsgenerator 9 liefert eine bestimmte Bezugsspannung. Ein Komparator 10 vergleicht das Spannungssignal des Strom-Spannungs-Wandlers 6 mit der Bezugsspannung des Bezugsspannungsgenerators 9, wobei, wenn das Spannungssignal gedämpft wird und kleiner wird als der Bezugsspannungspegel, es den Zähler 8 am Zählen der Taktimpulse hindert. Ferner ist eine Zähleranzeigevorrichtung 11 und eine Rückstell- und Voreinstellvorrichtung 12 für den Zähler 8 vorhanden. Die gezeigte Ausführungsform arbeitet in der nachfolgend beschriebenen Weise. Die Blitzlichtröhre 1 wird zunächst freigegeben, um ein Blitzlicht bei einem standardisierten Betriebszustand zu erzeugen, bei welchem kein Objekt 4 im optischen Strahlengang zwischen der Blitzlichtröhre 1 und dem auf Licht ansprechenden Element 6 liegt. In Fig. 2 zeigt (a) den Zeitpunkt des Triggersignals zur Triggerung des Blitzlichtes. Zur gleichen Zeit beginnt der Zähler 8 die Zählung der Taktimpulse gemäß Fig. 2 (d). Wie ersichtlich, führt der Zähler dabei eine Addition aus. Fig. 2 (b) zeigt die Beziehung zwischen der Signalspannung V₂ vom Strom-Spannungs-Wandler 6 und der vom Bezugsspannungsgenerator gelieferten Bezugsspannung V _c. Da die Signalspannung V₂ sich entsprechend den Änderungen der von der Blitzlichtröhre abgegebenen Lichtmenge ändert und ferner entsprechend den Änderungen der Lichtmenge, die von dem auf Licht ansprechenden Element 5 aufgenommen wird, steigt die Signalspannung V₂ nach der Triggerung steil auf einen Scheitelwert an und fällt allmählich ab.

Fig. 2 (c) zeigt das Ausgangssignal des Komparators, wobei ersichtlich ist, daß das Komparatorausgangssignal klein ist, während die Signalspannung V₂ höher als die Bezugsspannung V _c ist. Aus Fig. 2 (d) ergibt sich, daß der Zähler 8 das Zählen der Taktimpulse beendet, wenn das Ausgangssignal des Komparators 10 sich bei t₂ von einem niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel ändert.

Auf diese Weise wird eine einleitende Messung ohne Objekt und somit eine Messung mit Bezugslicht beendet. Infolgedessen registriert der Zähler die Anzahl der Impulse, die der in Fig. 2 (d) angegebenen Zeitspanne entsprechen. Diese Impulszahl wird als Meßstandard verwendet. Das interessierende Objekt 4 wird anschließend in den optischen Strahlengang gemäß Fig. 1 zur Hauptmessung eingebracht, wobei die Blitzlichtröhre 1 freigegeben wird, um wie bei den einleitenden Messungen einen weiteren Blitz abzugeben. Aus Fig. 2 (b) geht hervor, daß sich die Signalspannung zeitabhängig entsprechend der Kurve V₁ ändert, da die Menge des Lichtes, die auf das auf Licht ansprechende Element 5 fällt, als Funktion des Lichtdurchlässigkeitsfaktors des interessierenden Objektes verringert wird.

Der Zähler beginnt die Zählung der Taktimpulse, wie aus Fig. 2 (d) ersichtlich ist, wenn die Triggerung der Blitzlichtröhre erfolgte. In diesem Falle führt der Zähler eine Subtraktion aus. Daher wird die Anzahl der im Zähler 8 vorliegenden Impulse, die durch die einleitende Messung erhalten wurde, während des Zählvorganges des Zählers 8 ständig verringert. Das Ausgangssignal des Zählers gemäß Fig. 2 (c) wird zum Zeitpunkt t₁ von einem niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel negiert. Dabei beendet der Zähler 8 die subtraktive Impulszählung und führt somit eine Anzahl von Impulsen entsprechend der Zeitspanne von t₁ bis t₂ gemäß Fig. 2 (e). Diese restliche Impulszahl wird visuell als Meßwert an der Anzeigevorrichtung 11 angegeben.

Die Ergebnisse der Bezugslichtmessung oder einleitenden Messung bleiben unverändert, solange die Hochspannungsleistungsquelle 2 spannungsstabilisiert ist und die von der Blitzlichtröhre bei jedem Blitz abgegebene Lichtmenge gleich groß bleibt. Wurde daher der benötigte Wert durch eine einleitende Messung bereits gemessen und ausgewertet, so kann dieser Wert in den Zähler 8 über die Rückstell- und Vorstelleinrichtung 12 eingegeben werden, um die Bezugsmessung zu ersetzen und die nachfolgende Anzahl der Hauptmessungen zu erleichtern.

Solange die Anzahl der Impulse während der in Fig. 2 (d) und (d′) angegebenen Zeitspanne erhalten wird, kann die Anzahl der Impulse während der Zeit von t₁ bis t₂ leicht durch manuelle Subtraktion berechnet werden. Somit kann der Zähler 8 ein einfacher binärer Zähler anstelle des vorausgehend aufgeführten, voreinstellbaren, vorwärts- und rückwärts zählenden Zählers sein. In diesem Falle können die Ergebnisse der Bezugslichtmessung und der Hauptmessung später berechnet werden.

Es ist offensichtlich, daß der Zählvorgang jederzeit beginnen kann, solange gewährleistet ist, daß die Zählung bei jeder Messung zum gleichen Zeitpunkt einsetzt.

Die Messungen mit logarithmischer Umwandlung werden bezüglich ihrer Grundlage erläutert. Die Kurve gemäß Fig. 3 stellt die tatsächlich gemessenen Änderungen des von der Xenon-Blitzlichtröhre abgegebenen Lichtes als Funktion der Zeit dar, wobei I₂ die Intensität des aufgenommenen Lichtes angibt, wenn der Lichtstrahlengang standardisiert ist, so daß das ausgestrahlte Licht ansprechende Element fällt, und I₁ gibt die Intensität des aufgenommenen Lichtes an, wenn ein Objekt mit dem Durchlässigkeitsfaktor T sich während der Hauptmessung vor dem auf Licht ansprechenden Element befindet. Fig. 4 stellt eine Abwandlung der Fig. 3 dar, wobei die Ordinate den natürlichen Logarithmus der empfangenen Lichtmenge angibt, woraus ersichtlich ist, daß eindeutig ein Linearitätsbereich im Laufe der Dämpfung der Intensität des empfangenen Lichtes vorhanden ist. Mit anderen Worten, es wird dabei nachgewiesen, daß die Intensität des ausgestrahlten Lichtes sich mit einer Exponentialfunktion innerhalb des Hauptteiles des Dämpfungsbereiches verringert, wie dies aus der Intensitätskurve der Fig. 3 hervorgeht.

Es sei nun angenommen, daß gemäß Fig. 3 die Intensitäten des empfangenen Lichtes mit I₀₁ und I₀₂ zum jeweiligen Zeitpunkt t₀ innerhalb des Bereiches bezeichnet werden, in welchem die Intensität des ausgestrahlten Lichtes zeitlich in einer Exponentialfunktion verringert wird, wobei die Änderungen der Intensitäten verringert wird, wobei die Änderungen der Intensitäten I₁ und I₂ des empfangenen Lichtes als Funktion der Zeit in folgender Weise dargestellt werden können:

I₁ = I₀₁ · e^{-(t -t₀)/} ^τ (1)

I₂ = I₀₂ · e^{-(t -t₀)/} ^τ (2)

wobei τ die Zeitkonstante ist. Falls die Spannung der Hochspannungs- Leistungsquelle 2 während der Bezugslichtmessung und der Hauptmessung unverändert bleibt, ist die Intensität des ausgestrahlten Lichtes somit gleichförmig, so daß sich die folgende Beziehung für die Intensität des empfangenen Lichtes ergibt:

I₀₁ = T · I₀₂ (3)

Andererseits wird ein vorgegebener Intensitätspegel des aufgenommenen Lichtes in Fig. 3 mit I _c bezeichnet. Falls I₁ und I₂ in ihrem Wert dem Pegel I _c zum Zeitpunkt t₁ und t₂ als Folge der Dämpfung der Intensität des abgegebenen Lichtes entsprechen, so wird durch die Formeln (1) und (2) folgende Beziehung erhalten:

I _c = I₀₁ · e^{-(t₁-t₀)/} ^τ (4)

I _c = I₀₂ · e^{-(t₂-t₀)/} ^τ (5)

Aus den Formeln (4) und (5) ergibt sich

Anders ausgedrückt, die Zeitspanne von t₁ bis t₂ kann wie folgt wiedergegeben werden:

Da in der Formel (7) die Zeitkonstante τ durch die Kapazität des Kondensators C und die Art der verwendeten Blitzlichtröhre festgelegt wird und log e ein konstanter Wert ist, folgt daß (t₂-t₁) dem gewöhnlichen Logarithmus von I₀₁/I₀₂ proportional ist.

Mit anderen Worten, es ist möglich, unmittelbar eine Größe zu erhalten, die proportional dem Logarithmus des Verhältnisses der Intensität I₀₁ des gemessenen Lichtes zur Intensität I₀₂ des Bezugslichtes ist, indem die Zeitspanne von t₁ bis t₂ gemessen wird.

Bei der Messung der optischen Dichte wird die Beziehung zwischen der optischen Dichte D und dem Durchlässigkeitsfaktor T wie folgt wiedergegeben:

D = log (8)

Die Formel (7) kann unter Berücksichtigung der Formeln (3) und (8) wie folgt geschrieben werden:

Somit kann eine der Dichte D proportionale Größe direkt durch Messung von (t₂-t₁) ermittelt werden.

Die vorausgehende Erörterung wurde unter Bezugnahme auf die Intensität I des empfangenen Lichtes durchgeführt. Dabei ist eine der Dichte D proportionale Größe mittels der Ausführungsform nach Fig. 1 erhältlich, indem die Signalspannungen V₁, V₂ und die Bezugsspannung V _c gemäß Fig. 2 mit den Intensitäten I₁, I₂ des empfangenen Lichtes und der Intensität I _c des empfangenen Bezugslichtes jeweils korreliert werden, da der Strom-Spannungs- Wandler 6 nach Fig. 1 die Ausgangsspannung liefert, die sich im Verhältnis zu Intensitätsänderungen des empfangenen Lichtes verändert. Die Daten werden durch die Anzahl der Impulse in der Ausführungsform nach Fig. 1 dargestellt, so daß die Anzahl der Impulse gleich der Dichte D gemacht wird, indem die Pulsperiode der Taktimpulse entsprechend der Proportionalitätskonstante τ/log e nach der Formel (9) eingestellt wird, womit die Notwendigkeit eines besonderen Rechenkreises für eine Anzeige eliminiert wird.

Fig. 5 stellt eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar, in welcher die Bezugslichtmessung und die Hauptlichtmessung gleichzeitig ausgeführt werden. Die Bauelemente in der Schaltung nach Fig. 5 haben die gleiche Bezugsziffer wie in Fig. 1, wobei die Lichtquelle der Fig. 1 der Einfachheit halber weggelassen wurde. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß diese Ausführungsform ein Paar Kombinationsanordnungen aufweist, die aus dem auf Licht ansprechenden Element 5, dem Strom-Spannungs-Wandler 6 und dem Komparator 10 nach Fig. 1 bestehen. Ein zweites, auf Licht ansprechendes Element ist mit 13 bezeichnet, ein zweiter Strom- Spannungs-Wandler mit 14 und ein zweiter Komparator mit 15. Der Bezugsspannungsgenerator ist den Komparatoren 10 und 15 gemeinsam. Ausbeuteeinstellvorrichtungen 16 und 17 sind vorgesehen, um die richtige relative Ausbeute bezüglich der Ausgangsspannungen der Stromspannungswandler 6 und 14 zu erzielen. Filter 18 und 19 sind vor den auf Licht ansprechenden Elementen 5 und 13 angeordnet, wobei das Filter 18 eine Durchlässigkeit für Licht einer Wellenlänge λ₁ gemäß Fig. 6 und Filter 19 eine Durchlässigkeit für Licht einer Wellenlänge λ₂ aufweist. Die Kurven C₁, C₂ und C₃ gemäß Fig. 6 zeigen den Durchlässigkeitsfaktor, abhängig von der Wellenlänge von drei Objekten, beispielsweise Farbkompensationsfiltern mit verschiedenen optischen Dichten. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist der Durchlässigkeitsfaktor für Licht einer Wellenlänge λ₂ immer konstant, unabhängig von der Dichte des Objektes, so daß die am Objekt aufgenommene Lichtmenge sich unabhängig vom Objekt ändert. Dabei ist unterstellt, daß das auf Licht ansprechende Element 13 abhängig von seiner Form auf das durch das Objekt hindurchtretende Licht anspricht, und im wesentlichen das Bezugslicht aufnimmt. Die Kurve V₂ gemäß Fig. 7 zeigt die Änderungen der Ausgangssignalspannung des Strom-Spannungs-Wandlers 14. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ändert sich die Menge des vom auf Licht ansprechenden Element 5 aufgenommenen Lichtes in verschiedener Weise entsprechend dem gemessenen Objekt. Die Kurve V₁ gemäß Fig. 7 stellt die Änderungen der Ausgangssignalspannung des Stromspannungswandlers 6 dar, der mit dem auf Licht ansprechenden Element 5 verbunden ist. Fig. 7 gibt bei c und c′ an, daß sich das Ausgangssignal des Komparators 15 bei t₂ von einem niedrigen auf einen hohen Pegel ändert, während der entsprechende Wert des Komparators 10 bei t₁ sich von einem niedrigen auf einen hohen Pegel ändert.

Dabei wird ein Vergleich zwischen V₁ und V _c parallel mit einem Vergleich zwischen V₂ und V _c in dieser Ausführungsform erleichtert. Beginnt daher der Zählvorgang mittels eines einfachen Zählers 8′ mit der Negation des Ausgangssignals des Komparators 10 zum Zeitpunkt t₁ und endet mit der Negation des Ausgangssignals des Komparators 15 zum Zeitpunkt t₂, so entspricht die erhaltene Zählung genau der Zeitspanne von t₁ bis t₂, wie dies in Fig. 7 durch die Kurve d angegeben ist.

Gemäß einer Alternative kann das Licht der Blitzlichtröhre unter Zwischenschaltung des Objektes nur auf das auf Licht ansprechende Element 5 auffallen, und Licht der Blitzlichtröhre unmittelbar auf das verbleibende, auf Licht ansprechende Element 13, ohne die Selektivfilter 18 und 19, sofern die relative Stellung zwischen Blitzlichtröhre, Objekt und den beiden auf Licht ansprechenden Elementen und dergleichen dies gestattet. Ein Hauptmerkmal der Ausführungsform nach Fig. 5 liegt darin, daß die Beziehung "I₀₁ =T ·I₀₂" konstant ohne nachteilige Wirkungen auf die Messung der Dichte D aufrechterhalten wird, selbst wenn die Menge des ausgesandten Lichtes sich bei jedem Blitz als Folge von Änderungen der Versorgungsspannung der Blitzlichtröhre ändert. Dies ist darin begründet, daß die Bezugslichtmessung und die Hauptmessung gemeinsam bei ein und demselben Blitz erfolgen. Die Ausführungsform nach Fig. 5 kann in ein medizinisches Instrument zur Messung von Gelbsucht abgeändert werden, falls der Filter 18 Licht mit einer Wellenlänge von ca. 460 nm durchläßt, bei welcher Wellenlänge die Absorption von Bilirubin ihren Scheitelwert besitzt, und Filter 19 Licht mit einer Wellenlänge von mehr als etwa 500 nm durchläßt, die nicht von Bilirubin absorbiert wird.

Fig. 8 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Lichtquelle. Die Genauigkeit der Ermittlung des Zeitpunktes von t₁ und t₂ wird umso größer, je größer die Zeitkonstante τ bezüglich der Dämpfung der ausgesandten Lichtmenge ist, um einen Fehler in den Messungen so klein wie möglich zu halten. Zu diesem Zweck ist gemäß Fig. 8 ein Widerstand R, der im wesentlichen den gleichen Widerstandswert (näherungsweise 1 Ohm) wie die Blitzlichtröhre hat, in Reihe mit der Blitzlichtröhre 1 verbunden ist, wobei eine entsprechende Erhöhung der Zeitkonstante τ erhalten wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Lichtempfangsvorrichtung nicht den Gesamtbereich schwankender Intensität abzudecken braucht, da dies bei der Ermittlung von t₁ und t₂ keine Rolle spielt, selbst wenn die Lichtaufnahmevorrichtung mit der Menge I _s des aufgenommenen Lichtes gesättigt ist und daher keiner Intensitätsänderung gemäß Fig. 9 folgt.

Mit anderen Worten, dies ermöglicht es, eine Lichtquelle mit extrem hoher Intensität des ausgesandten Lichtes, im Vergleich mit dem Betriebsbereich der Lichtaufnahmevorrichtung, zu verwenden und erweitert den dynamischen Bereich der Messung, indem der Betriebsbereich der Lichtaufnahmevorrichtung derart ausgewählt wird, daß nur der benötigte Bereich abgedeckt wird, in welchem sich die Lichtmenge entsprechend einer Exponentialfunktion verringert. Im Gegensatz hierzu macht es mit bekannten Vorrichtungen Schwierigkeiten, ein Licht zu verwenden, das stärker ist als durch die strichpunktierte Kurve I₃ in Fig. 9 angegeben.

Claims

I. Vorrichtung zur optischen Messung von Eigenschaften eines Objektes, insbesondere der optischen Dichte, mit
- - einer Blitzlichtröhre zur Abgabe von Blitzlicht,
- - einer das Blitzlicht empfangenden Lichtmeßanordnung, die das Blitzlicht über das Objekt empfangen kann, und
- - einer Verarbeitungsschaltung zur Ermittlung der von der empfangenen Blitzlichtmenge abhängigen Zeit, in der ein exponentiell verlaufendes erstes Signal den Pegelwert eines zweiten Signals erreicht,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) die Blitzlichtröhre (1) eine vorgegebene Zeitkonstante für die Abgabe einer exponentiell abklingenden Lichtmenge (I) aufweist,
- b) die Verarbeitungsschaltung eine Einrichtung (9) zur Lieferung eines Bezugssignals (V _c) aufweist,
- c) die Verarbeitungsschaltung einen Vergleicher (10) aufweist, dem sowohl das Ausgangssignal der Lichtmeßanordnung (5, 6) als auch das Bezugssignal (V _c) zugeführt sind, und
- d) die Verarbeitungsschaltung so ausgebildet ist,
  - d₁) daß sie während des Abstrahlens des Blitzlichts die Zeit erfaßt, zu der das Ausgangssignal der Lichtmeßanordnung das Bezugssignal erreicht hat,
  - d₂) daß sie die bei der Messung mit einer Bezugslichtmenge erfaßte Zeit (t₂) speichert und
  - d₃) daß sie bei der Messung mit Objekt während des Abstrahlens des Blitzlichts sowohl die Zeit (t₁) erfaßt, zu der das Ausgangssignal der Lichtmeßanordnung das Bezugssignal (V _c) erreicht hat, als auch die Zeitdifferenz (t₂-t₁) zwischen der bei der Messung mit der Bezugslichtmenge und der bei der Messung mit Objekt erfaßten Zeit ermittelt, wobei diese Zeitdifferenz (t₂-t₁) ein Maß für die optische Eigenschaft des Objektes ist.
2. Vorrichtung zur optischen Messung von Eigenschaften eines Objektes, insbesondere der optischen Dichte, mit
- - einer Blitzlichtröhre zur Abgabe von Blitzlicht,
- - einer das Blitzlicht empfangenden Lichtmeßanordnung, die das Blitzlicht über das Objekt empfangen kann, und
- - einer Verarbeitungsschaltung zur Ermittlung der von der empfangenen Blitzlichtmenge abhängigen Zeit, in der ein exponentiell verlaufendes erstes Signal den Pegelwert eines zweiten Signals erreicht,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) die Blitzlichtröhre (1) eine vorgegebene Zeitkonstante für die Abgabe einer exponentiell abklingenden Lichtmenge (I) aufweist,
- b) die Verarbeitungsschaltung eine Einrichtung (9) zur Lieferung eines Bezugssignals (V _c) aufweist,
- c) die Verarbeitungsschaltung Vergleicher (10, 15) aufweist, denen sowohl Ausgangssignale der Lichtmeßanordnung (5, 6; 13, 14) als auch das Bezugssignal (V _c) zugeführt sind, und
- d) die Verarbeitungsschaltung für das gleichzeitige Messen einer Bezugslichtmenge und einer Objektlichtmenge so ausgebildet ist,
  - d₁) daß sie während des Abstrahlens des Blitzlichts sowohl eine Bezugszeit (t₂) erfaßt, zu der das der Messung mit der Bezugslichtmenge zugeordnete Ausgangssignal (V₂) der Lichtmeßanordnung das Bezugssignal (V _c) erreicht hat, als auch eine Objektzeit (t₁) erfaßt, zu der das der Messung mit der Objektlichtmenge zugeordnete Ausgangssignal (V₁) der Lichtmeßanordnung das Bezugssignal (V _c) erreicht hat, und
  - d₂) daß sie während des Abstrahlens des Blitzlichts auch die Differenz (t₂-t₁) zwischen der Bezugszeit (t₂) und der Objektzeit (t₁) ermittelt, wobei diese Zeitdifferenz (t₂-t₁) ein Maß für die optische Eigenschaft des Objektes ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur optischen Messung von Eigenschaften eines Objektes, das im Bereich einer ersten Wellenlänge (λ₁) in Abhängigkeit von seiner optischen Dichte unterschiedliches Absorptionsverhalten aufweisen kann, und das im Bereich einer hiervon abweichenden zweiten Wellenlänge (λ₂) unabhängig von seiner optischen Dichte gleichbleibendes Absorptionsverhalten hat, die Lichtmeßanordnung eine erste, auf die erste Wellenlänge (λ₁) ansprechende Lichtmeßeinheit (5, 18) für die Messung der Objektzeit (t₁) und eine zweite, auf die zweite Wellenlänge (λ₂) ansprechende Lichtmeßeinheit (13, 19) für die Messung der Bezugszeit (t₂) aufweist und daß sowohl die erste als auch die zweite Lichtmeßeinheit im Lichtmeßstrahlengang der Blitzlichtröhre und des Objektes angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lichtmeßeinheit (5, 18) mit einem ersten Filter mit einer selektiven Lichtdurchlässigkeit für die erste Wellenlänge (λ₁) und die zweite Lichtmeßeinheit (13, 19) mit einem zweiten Filter mit einer selektiven Lichtdurchlässigkeit für die zweite Wellenlänge (λ₂) versehen sind, wobei die zweite Wellenlänge nicht auf die Eigenschaft des Objektes anspricht.