亮度检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光度学参数的校准和测量技术领域，公开了一种亮度检测装置及其检测方法，其中，亮度检测装置包括用于承载光源的载物台、包括放大物镜的放大子系统、光谱仪以及与光谱仪通信连接的计算子系统，放大物镜被配置到对焦于光源的位置；由光源发出且穿过放大物镜的光线，至少部分地被光谱仪接收到，从而获得光源的光谱数据，计算子系统则能够根据光谱数据计算光源的亮度。本发明专利技术的亮度检测装置及其检测方法通过放大子系统将待测的光源成像并放大，光谱仪获取放大后均匀的成像光线，能够根据足够大发光面积且均匀的成像光线精准获取光源的光谱数据，再通过严密的视觉函数计算精准获得微型的光源的亮度值，提高微型的光源的亮度的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
亮度检测装置及其检测方法
本专利技术涉及光度学参数的校准和测量
，特别涉及一种亮度检测装置及其检测方法。
技术介绍
从18世纪初人们开始研究自发光装置，到现在已经有了热辐射光源、气体放电光源和电致发光光源等多种发光装置。在光源制作完成后，需要使用相关亮度检测仪器对光源的亮度进行检测来判断其质量是否符合要求。目前，对于宏观光源的亮度检测方式主要有两种，分别为亮度计式和积分球式。但是，随着光源技术的发展和各种行业对于微型器件应用需求的不断增长，研究人员需要将光源的尺寸进一步减小，制作毫米甚至微米量级的发光光源来适应微型显示和照明的需求。在微型光源制作完成后，由于微型光源的发光面积较小，若使用亮度计式将无法获取到微型光源的均匀发光面，导致测量得到的结果不准确；由于微型光源的光通量较小，若使用积分球式将造成光线较大衰减后无法被探测器接收到，从而无法对微型光源进行准确的检测。现有技术中采用CCD相机和显微镜搭配检测微型光源的亮度，在测量过程中，依靠滤光片将白光分为红绿蓝这3种色光，然后经过滤光片的3种色光通过CCD相机的灰度值进行区分强度。但是，这种方法仅仅检测红绿蓝这3种色光的亮度，而在光学探测中，不同波长下的光的亮度不同，不同颜色对应不同波长的光，仅检测红绿蓝这3种色光的亮度，将导致检测结果不准确。同时，该方法还需依靠与亮度计测量同一个宏观光源的结果进行校准，而亮度计的探测准确度一般为98％，利用亮度计作为校准手段会进一步提高该种测量方法的不确定度。
技术实现思路
本专利技术针对上述技术问题而提出，目的在于提供一种亮度检测装置，本专利技术的亮度检测装置通过放大子系统将待测的光源成像并放大，光谱仪获取放大后均匀的成像光线后获得光源的光谱数据，计算子系统对光谱数据进行计算，获得光源的亮度值，从而能够有效且精准的获得光源的亮度以及其他光度学参数。具体来说，本专利技术提供了一种亮度检测装置，包括：载物台，用于承载待测的光源；放大子系统，包括放大物镜，放大物镜能够被配置到对焦于光源的位置；光谱仪，由光源发出的并且穿过放大物镜的光线，至少部分地被光谱仪接收到，从而获得光源的光谱数据；计算子系统，与光谱仪通信连接，用于根据光谱数据，计算光源的亮度。相较于现有技术而言，本专利技术提供的亮度检测装置，通过放大子系统将待测的光源成像并放大，放大后均匀的成像光线传入光谱仪中，光谱仪获得光源的光谱数据，计算子系统对光谱数据进行计算，获得光源的亮度值。光谱仪获取放大后均匀的成像光线，并根据该足够大发光面积且均匀的成像光线精准获取微型的光源的光谱数据，再通过计算精准获得微型的光源的亮度值，提高光源的亮度以及其他光度学参数的检测精度。另外，作为优选，亮度检测装置还包括：采集聚焦镜，与载物台分设于放大物镜的两侧，采集聚焦镜与放大物镜的光轴在同一直线上；光阑，与放大物镜分设于采集聚焦镜的两侧，光阑设置在采集聚焦镜的光轴上；光纤，一端与光阑连接，另一端与光谱仪连接。根据该优选方案，采集聚焦镜的设置能够将经过放大物镜放大后杂乱的光线汇聚，保证进入光谱仪的光线的光通量，同时减少杂光。光阑则能够将多余的杂散光滤除，进一步减少杂光。另外，作为优选，计算子系统的亮度的计算公式为：其中L为亮度；k为比例系数，其中包括绝对辐射通量与能量以及最终的亮度之间的转换；s为计算亮度的起始波长；e为计算亮度的终止波长；I为该波长下光谱仪的强度值；为该波长下的校准值。根据该优选方案，本公式(1)的考量要素多、计算方式合理，通过本公式(1)进行计算，所获得的计算结果精准有效，从而可以精准计算待测的光源的亮度值，利用该亮度值还可精准获得光源的其他光度学参数。另外，作为优选，放大子系统还包括：分光镜，设置于放大物镜和采集聚焦镜之间，将穿过放大物镜的光线至少分光为第一光路和耦合至光谱仪的第二光路；在第一光路上设置有；成像聚焦镜，接收穿过分光镜的光线并进行聚焦；和成像相机，接收穿过成像聚焦镜的光线并成像。根据该优选方案，经放大物镜放大成像后的光线在分光镜处分光，部分光线沿第一光路传播，并被成像相机接收与成像，从而能够根据成像相机接收并成像的结果校验光路位置是否正确，依此判断沿第二光路传播的光线是否被光谱仪准确接收，起到光线准直校准的功能。一旦成像相机未接收到光线，或者接收到的光线位置偏移，即表明沿第二光路传播的光线发生了偏移，工作人员能够及时获知到偏移情况并据此调整光源的位置，直至成像相机准确接收并成像，保证光谱仪能够准确接收第二光路上的光线。进一步地，作为优选，亮度检测装置还包括用于对光源进行校准的校验子系统。根据该优选方案，利用校验子系统对亮度检测装置进行校准，计算以获得校准值，从而将亮度检测装置进行校准标定，提高其检测准确度。另外，作为优选，校验子系统包括积分球和利用连接器与积分球相连通的遮光壳，校准光源设置在遮光壳的内部。根据该优选方案，在积分球内多次反射后出射的光具有郎伯体特性，利用积分球出射口的通量来标定光通量通过放大子系统以及光纤和光谱仪的能量损耗，最终实现亮度检测装置的校准操作。另外，作为优选，亮度检测装置还包括朝向载物台设置的照明子系统，从而在点亮时显示光源的表面形貌。根据该优选方案，在光源不发光时，点亮照明子系统，便于观察光源表面形貌；在光源发光时，关闭照明子系统，防止照明子系统干扰检测。另外，作为优选，载物台利用三维移动机构活动设置，三维移动机构与计算子系统通信连接。根据该优选方案，载物台由计算子系统控制，可自动扫描得到整个光源在不同发光位置的亮度，便于比较不同位置的亮度。本专利技术还提供了一种微观亮度检测方法，包括如下步骤：提供承载有待测的光源的载物台；将放大物镜对焦于光源；利用光谱仪检测由光源发出的并且穿过放大物镜的光线，获得光源的光谱数据；根据光谱数据，计算光源的亮度。相较于现有技术而言，本专利技术提供的微观亮度检测方法，通过放大子系统将待测的光源成像并放大，放大后均匀的成像光线传入光谱仪中，光谱仪将传入的光分为不同波长，并获得光源的光谱数据，计算子系统依靠视觉函数对光谱数据进行计算，获得光源的亮度值。光谱仪获取放大后均匀的成像光线，并根据该足够大发光面积且均匀的成像光线精准获取微型的光源的光谱数据，再通过计算精准获得微型的光源的亮度值，提高光源的亮度以及其他光度学参数的检测精度。另外，作为优选，亮度检测方法还包括：提供内含校准光源的校验子系统，校验子系统具有开设于积分球表面的出光口；对校验子系统实施亮度检测。根据该优选方案，利用校验子系统计算以获得校准值，从而将亮度检测装置进行校准标定，提高其检测准确度。附图说明图1是本专利技术实施方式一中亮度检测装置的结构示意图；图2是本专利技术实施方式一中亮度检测方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种亮度检测装置，其特征在于，包括：/n载物台，用于承载待测的光源；/n放大子系统，包括放大物镜，所述放大物镜能够被配置到对焦于所述光源的位置；/n光谱仪，由所述光源发出的并且穿过所述放大物镜的光线，至少部分地被所述光谱仪接收到，从而获得所述光源的光谱数据；/n计算子系统，与所述光谱仪通信连接，用于根据所述光谱数据，计算所述光源的亮度。/n

【技术特征摘要】
1.一种亮度检测装置，其特征在于，包括：
载物台，用于承载待测的光源；
放大子系统，包括放大物镜，所述放大物镜能够被配置到对焦于所述光源的位置；
光谱仪，由所述光源发出的并且穿过所述放大物镜的光线，至少部分地被所述光谱仪接收到，从而获得所述光源的光谱数据；
计算子系统，与所述光谱仪通信连接，用于根据所述光谱数据，计算所述光源的亮度。


2.如权利要求1所述的亮度检测装置，其特征在于，还包括：
采集聚焦镜，与所述载物台分设于所述放大物镜的两侧，所述采集聚焦镜与所述放大物镜的光轴在同一直线上；
光阑，与所述放大物镜分设于所述采集聚焦镜的两侧，所述光阑设置在所述采集聚焦镜的光轴上；
光纤，一端与所述光阑连接，另一端与所述光谱仪连接。


3.如权利要求1所述的亮度检测装置，其特征在于，所述计算子系统的亮度的计算公式为：



其中L为亮度；
k为比例系数，其中包括绝对辐射通量与能量以及最终的亮度之间的转换；
s为计算亮度的起始波长；
e为计算亮度的终止波长；
I为该波长下光谱仪的强度值；

为该波长下的校准值。


4.根据权利要求2所述的亮度检测装置，其特征在于，所述放大子系统还包括：
分光镜，设置于所述放大物镜和所述采集聚焦镜之间，将穿过所述放大物镜的光线至少分光为第一光路和耦合至所述光谱仪的第二光路；
在...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟鹏，张昊翔，孙玲，
申请(专利权)人：蔚海光学仪器上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31