Распределение освещенности по полю изображения измеряют фотоэлектрическим способом или фотографическим с последующим фотометрированием фотографического изображения. В том и другом способе используют равномерный по яркости протяженный источник света, в качестве которого применяют фотометрический шар или полусферу.
Фотоэлектрический способ более производителен, но не пригоден для измерения распределения освещенности по полю объективов, предназначенных для 8-миллиметровых кинокамер, ввиду конечных размеров светочувствительного слоя фотоприемника. Кроме того, затруднено измерение на краях поля. Схема устройства (рис. 1, а), предназначенная для измерения фотоэлектрическим методом измерения, состоит из равнояркого осветителя 1, выполненного в виде полусферы, внутренняя поверхность которой окрашена белой диффузно отражающей краской, освещаемой лампами накаливания 2, расположенными по кольцу вокруг выходного отверстия 3 диаметром ~200 мм (осветитель может перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях или поворачиваться вокруг вертикальной оси, проходящей через плоскость входного зрачка объектива); объективодержателя 4 с контролируемым объективом 7; приемного устройства, содержащего диафрагму 5, фотоприемник 6 и регистрирующий прибор.
При измерениях освещенности диафрагма 5 с фотоприемником 6 перемещается перпендикулярно к оптической оси в различные точки изображения, образуемого контролируемым объективом. Перемещение фиксируется по миллиметровой шкале. Измерение распределения освещенности выполняют при максимальном относительном отверстии контролируемого объектива 7.
На основании результатов измерения определяют среднее арифметическое значение для каждой пары равноотстоящих точек и строят график Е = f (у'), где у' — расстояние от центра поля до изображения; Е — освещенность данного участка изображения.
Точность измерения распределения освещенности по полю составляет приблизительно 5% и зависит в основном от размеров и чувствительности фотоприемника и линейности его световой характеристики. Фотографический метод измерения распределения освещенности более трудоемок, но пригоден для измерения освещенности изображения любого размера. Схема установки, предназначенная для измерения этим методом, состоит из равнояркого источника 1 (рис. 1, б) в виде фотометрического шара, в отверстие которого устанавливается контролируемый объектив 2 с фотокамерой 3. После экспонирования и обработки снимка равнояркого источника освещения измеряют плотность D почернения фотоснимка на фотометре через выбранные интервалы по диагонали кадра. В фотоматериал впечатывается стандартный сенситометрический клин для определения характеристической кривой почернения фотоматериала D = f(H), где H = Et — экспозиция; Е — освещенность изображения; t — время экспонирования изображения источника света, которое задается по экспонометру в виде кратковременной вспышки шара и постоянно для всех точек поля и центра.
По экспозиции в точках поля Hу’ и в центре H0, определяемых по зависимостям Hу’ = Ey’t и H0 = E0t, строят график распределения освещенности по полю изображения (рис. 1, в) на основе зависимости
Hу’/H0 = Ey’/Е0
Значение освещенности в центре поля изображения принимают за единицу, а по полю берут среднее арифметическое значение симметричных измерений.
Погрешность фотографического метода составляет 8 ... 10% при одинаковых условиях экспонирования и проявления фотоматериала.
Распределение освещенности по полю измеряется у опытных образцов объективов и при исследовании характеристик оптических систем.