一种自动校正距离误差的亮度计制造技术

本实用新型专利技术提供一种自动校正距离误差的亮度计，包括镜头、光电探测器和电子测量控制单元，镜头上设有透镜、与透镜相联动的对焦单元、斜挡片、光电收发对和孔径光阑；孔径光阑设置于透镜和光电探测器之间，被测光线从透镜进入后经过孔径光阑被光电探测器接收；光电收发对与电子测量控制单元电连接，且包括相对设置的光发射器和光接收器；还包括将对焦单元的旋转运动同步转为直线运动的配合件，斜挡片设置在在配合件上且位于光发射器和光接收器之间；对焦单元运动时，斜挡片与光电收发对发生相对移动，改变光接收器的光接收量，电子测量控制单元根据所述光接收量转变的电信号对光电探测器的响应进行校正，有效减少因距离变化带来的响应误差。的响应误差。的响应误差。

【技术实现步骤摘要】
一种自动校正距离误差的亮度计


[0001]本技术涉及光辐射测量领域，具体涉及一种自动校正距离误差的亮度计。

技术介绍

[0002]众所周知，成像亮度计是用一个光学系统把待测表面成像在探测器的平面上，通过非接触法测量亮度的装置。根据其测量工作原理，利用几何光学和光度学知识可以导出成像亮度计探测器面的照度和对应待测面亮度之间有以下关系:
[0003][0004]其中，E是成像亮度计对应探测器面的照度，L是待测面的亮度，是透镜的有效通光面面积，τ是光学系统的透射比(透射率)，是透镜焦距，是透镜与待测面的距离(称为测量距离)。使用亮度计测量亮度是基于待测面亮度和探测器对应区域的照度成正比实现的，但由公式可知，其响应值与距离之间存在着的函数关系，即便是一个恒定的标准亮度，一旦距离变化，探测器面接收到的光能量就是变化的，待测面亮度和探测器面照度便不成严格的正比关系，亮度测量则会产生误差。
[0005]目前，现有亮度计中常采用一个不随成像透镜移动的固定光阑，将其固定在光学系统中，以保证不同距离传输到成像面上的通光立体角为一恒定值，上述技术方案可以在一定程度上消除距离误差。但是，由于测量距离的变化还会引起光线在透镜上的透射率和反射率的变化、成像质量的变化等多种其它与测量距离相关的误差因素，上述方法无法更好地解决亮度测量仍存在距离误差的这一难题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本技术提供一种自动校正距离误差的亮度计，旨在对亮度响应进行校正，提高亮度计的对焦精度，减少因距离变化带来的响应误差。
[0007]为解决上述技术问题，本技术提供一种自动校正距离误差的亮度计，包括镜头、光电探测器和电子测量控制单元，所述镜头上设有透镜、与透镜相联动的对焦单元、斜挡片、光电收发对和孔径光阑；所述孔径光阑设置于所述透镜和光电探测器之间，所述孔径光阑和光电探测器相对静止；被测光线从透镜进入后经过孔径光阑被光电探测器接收，所述光电探测器前设置有修正光电探测器光谱响应的滤色片或滤色片色轮，所述光电探测器与电子测量控制单元电连接；所述光电收发对与电子测量控制单元电连接，并且包括相对设置的光发射器和光接收器，其中所述光发射器向光接收器出射光线，进而在光发射器和光接收器之间形成光场。所述斜挡片设置在对焦单元上且位于光发射器和光接收器之间，所述对焦单元运动时带动所述斜挡片与所述光电收发对发生相对移动，其中所述光发射器和光接收器之间的光场位于所述斜挡片的相对移动路径上；当所述斜挡片在所述的光场内
运动时，所述斜挡片改变所述光接收器的光接收量，所述光电收发对将所述光接收量转变为相应的电信号传递给电子测量控制单元，所述电子测量控制单元根据所述电信号计算出像距，并根据像距的大小对光电探测器的响应进行校正。其中，本文所述的透镜为一个透镜或者由多个透镜组成的透镜组。在光电探测器前设置滤色片使得光电探测器的光谱响应与人眼光视效率函数V(λ)相匹配，或在光电探测器前方设置滤色片色轮，色轮上的滤色片分别使滤色片对入射光束的响应与颜色三刺激值函数相匹配，进而实现穿过孔径光阑的光束的亮度（和色度）的测量。
[0008]本技术方案中所述的亮度计的对焦可以通过手动旋转对焦单元来实现，或者通过电机自动驱动对焦单元旋转来实现。
[0009]作为一种技术方案，所述的对焦单元为旋转式结构，所述对焦单元中还包括将其旋转运动同步转化为直线运动的配合件，所述斜挡片设置在所述配合件上且位于光发射器和光接收器之间。其中，所述对焦单元的旋转角度与配合件的前后位移相对应，通过旋转对焦单元使得与对焦单元相联动的透镜运动至对焦清晰的位置。
[0010]作为一种技术方案，还包括电机，所述电机与对焦单元相连接，并且与电子测量控制单元电连接；所述电机在电子测量控制单元的控制下带动对焦单元运动。通过电机驱动对焦单元的运动，可实现镜头的自动对焦以及距离误差的自动校正，避免手动操作带来的误差，提高测量效率。其中，所述的电机与对焦单元的连接方式包括但不限于齿轮连接、磁吸连接、卡扣式连接等。
[0011]需要说明的是，本文中，当一个元件被表述为“设于”“设置于”另一个元件时，它可以直接在另一个元件上，或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件上，或者其间可以存在一个或多个居中的元件。
[0012]具体的，所述对焦单元通过自身旋转带动镜头内部的光学结构（即透镜）发生前后移动，当所述对焦单元运动时，所述斜挡片与所述光电收发对发生相对移动，由于所述斜挡片的相对移动路径处于所述光发射器和光接收器之间的光场上，随着斜挡片的移动，光接收器的光接收量发生改变，光电收发对将所述光接收量转变为对应的电信号传递给电子测量控制单元，所述电子测量控制单元根据接收的电信号的变化规律，可换算得到透镜的运动参数，进而计算像距，并根据像距的大小计算出距离校正系数，对光电探测器的响应进行自动校正，进而有效减小因距离变化带来的测量误差。其中，所述的距离校正系数可通过计算或事先校准得到。亮度计在可测的最近距离到无穷远处的一系列不同距离下测量同一均匀亮度源，在不存在距离误差时，各距离下的响应应该是相同的。利用这一原理，可以得到光电探测器的响应误差和距离之间的关系。将亮度计在其定标距离下的响应值与不同距离下测量同一均匀光源的量值相比，得到一系列距离下的距离校正系数，通过插值方法得到连续的距离校正系数。用距离校正系数来校正测量距离发生变化后的响应值，从而能够避免或减小由于测量距离变动而引起的测量误差，提高亮度计不同测量距离下的测量精度。
[0013]作为一种技术方案，所述的斜挡片可以是不透光的片状结构，其厚度方向上的截面形状为三角形。由于斜挡片的截面形状为三角形，斜挡片在光电收发对的光场内运动到不同位置时，斜挡片遮挡的光场面积不同，使得光接收器的接收量不同，进而使得光电收发对能够根据不同的光接收量产生不同的电信号，即不同的电信号对应斜挡片的不同位置。
基于此，根据斜挡片在光电收发对的光场内运动时产生的电信号，能够换算得到镜头的运动参数，进而计算像距，并根据像距的大小计算出距离校正系数，从而对光电探测器的响应进行自动校正。
[0014]作为一种技术方案，所述对焦单元的外表面设有若干条纹，使得手动对焦更加方便、省力。
[0015]作为一种技术方案，还包括与电子测量控制单元电连接的存储装置，用于存储镜头的焦点信息和/或定标信息，使得测量更加简便，进一步提高测量效率。
[0016]作为一种技术方案，所述的光电探测器为单通道光电探测器或二维阵列式多通道光电探测器，所述光电探测器处于透镜的像面位置，实现被测对象的光谱辐亮度和色度测量。
[0017]作为一种技术方案，所述的孔径光阑的通光孔尺寸连续可调，以适应不同亮度源的响应分析。
[0018]作为一种技术方案，所述电子测量控制单元中还包括图像清晰度识别单元。在对焦时，用户可以通过图像清晰度识别单元识别被测目标的像，若成像不清晰，则再次转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动校正距离误差的亮度计，其特征在于，包括镜头、光电探测器(3)和电子测量控制单元(4)，所述镜头上设有透镜(1)、与透镜(1)相联动的对焦单元(5)、斜挡片(8)、光电收发对和孔径光阑(2)；所述孔径光阑(2)设置于所述透镜(1)和光电探测器(3)之间，所述孔径光阑(2)和光电探测器(3)相对静止；被测光线从透镜(1)进入后经过孔径光阑(2)被光电探测器(3)接收，所述光电探测器(3)前设置有修正光电探测器(3)光谱响应的滤色片或滤色片色轮，所述光电探测器(3)与电子测量控制单元(4)电连接；所述光电收发对与电子测量控制单元(4)电连接，并且包括相对设置的光发射器(6)和光接收器(7)；所述斜挡片(8)设置在对焦单元(5)上且位于光发射器(6)和光接收器(7)之间，在对焦单元(5)运动时带动斜挡片(8)与光电收发对发生相对移动，进而改变所述光接收器(7)的光接收量；所述电子测量控制单元(4)根据所述光接收量转变的电信号对光电探测器(3)的响应进行校正。2.根据权利要求1所述的一种自动校正距离误差的亮度计，其特征在于，还包括电...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘建根，李晓妮，任辉军，
申请(专利权)人：杭州远方光电信息股份有限公司，
类型：新型
国别省市：