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公开了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、与透镜相联动的旋转式对焦单元、与对焦单元相连接的第一角度传感器和孔径光阑；孔径光阑设置于所述透镜和光电探测器之间，光线从镜头进入后经过孔径光阑被光电探测器接收，光电探测器前设有修正光电探测器光谱响应的滤色片或滤色片色轮；第一角度传感器、光电探测器分别与电子测量控制单元电连接，电子测量控制单元根据第一角度传感器传递的信息对光电探测器的响应进行校正。本实用新型专利技术可有效提高亮度计的对焦精度的同时减少因距离变化带来的响应误差。减少因距离变化带来的响应误差。减少因距离变化带来的响应误差。

【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，s是透镜的有效通光面面积，τ是光学系统的透射比(透射率)，f是透镜焦距，1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，现有亮度计中通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、与透镜相联动的旋转式对焦单元、孔径光阑以及与对焦单元相连接的第一角度传感器；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；被测光线从镜头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有修正光电探测器光谱响应的滤色片或滤色片色轮；所述第一角度传感器、光电探测器分别与电子测量控制单元电连接，所述电子测量控制单元根据第一角度传感器传递的信息对光电探测器的响应进行校正。其中，所述透镜为一个透镜或者由多个透镜组成的透镜组，所述的联动指的的对焦单元旋转的同时带动透镜发生前后移动。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，或者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）测量。本技术方案中镜头的对焦可以通过手动旋转对焦单元来实现，或者通过电机驱动对焦单元旋转来实现，通过对焦单元的旋转带动透镜发生前后移动，进而使得透镜运动至对焦清晰的位置。
[0008]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。例如，第一角度传感器可以与对焦单元直接相连接，也可以通过齿轮、磁吸、旋扣等方式与对焦单元相连接。
[0009]进一步的，在上述技术方案中，还包括第一电机，所述第一电机与对焦单元相连接，并且所述第一电机与电子测量控制单元电连接；所述第一电机在电子测量控制单元的控制下带动对焦单元运动。具体的，所述第一电机与对焦单元可以直接连接，或者两者通过齿轮、磁吸、旋扣、吸盘式等方式相连接；所述第一角度传感器设置在第一电机上，或者通过磁吸、旋扣等方式与第一电机相连接，进而与对焦单元间接连接。
[0010]测量校正过程包括：亮度计在一定距离下对准亮度源，手动旋转对焦单元或者通过第一电机驱动对焦单元旋转，同步带动透镜发生前后移动，直至对焦清晰；所述第一角度传感器将变化的角度参数传递给电子测量控制单元，所述电子测量控制单元根据变化的角度信息计算出对焦单元的前后移动位移，进而可计算得到像距，然后根据像距的大小对光电探测器的响应进行校正，得到校正后的响应值。
[0011]具体的，由于对焦单元和透镜相联动，对焦单元的旋转运动与透镜的前后直线运动相对应。在对焦单元旋转带动镜头内部的光学结构（即透镜）发生前后移动时，角度传感器将对焦单元旋转的角度信息传输给电子测量控制单元，所述电子测量控制单元根据变化的角度信息计算出像距，并根据像距的大小计算出距离校正系数，进而对亮度测量结果进行自动校正，以减小因距离变化带来的测量误差。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，各距离下的光电探测器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。然后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，可以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。此外，本技术方案也考虑到了距离变化时镜片反射率或透射率变化带来的系数变化和渐晕影响，可通过在实验室建立亮度测量误差和距离关系的修正模型，进行软件修正，可达到比较高的测量精度。
[0012]作为一种技术方案，所述的第一电机与对焦单元通过齿轮连接，所述第一角度传感器设置在第一电机上，或者第一角度传感器直接与第一电机相连接，或者第一角度传感器与第一电机通过磁吸方式连接。
[0013]作为一种技术方案，所述孔径光阑的通光孔尺寸连续可调，以适应不同大小亮度的测量分析。
[0014]进一步的，在上述技术方案中，还包括与电子测量控制单元电连接的第二角度传感器和第二电机，所述第二电机与孔径光阑机械连接，所述第二角度传感器可以设置在第
二电机上，或者与第二电机直接连接，或者与第二电机通过磁吸方式连接。其中，所述的机械连接方式包括但不限于齿轮连接、螺纹连接、旋扣连接、卡扣式连接等。本技术方案可通过第二电机驱动自动改变孔径光阑的孔径大小，以适应不同亮度的测量分析，同时第二角度传感器将孔径光阑的孔径变化参数传递给电子测量控制单元，可进一步提高测量的准确度和测量效率。
[0015]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，可测量被测对象的光谱辐亮度和色度。
[0016]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，则再次调节对焦单元直至成像清晰，同时角度传感器将变化的角度参数传递给电子测量控制单元，所述电子测量控制单元根据角度参数计算出像距，并根据像距的大小计算出距离校正系数，进而校正光电探测器的响应，得到较为精本文档来自技高网...

【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)相联动的旋转式对焦单元(5)、孔径光阑(2)以及与对焦单元(5)相连接的第一角度传感器(6)；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；所述第一角度传感器(6)、光电探测器(3)分别与电子测量控制单元(4)电连接，电子测量控制单元(4)根据第一角度传感器(6)传递的信息对光电探测器(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，还包括第一电机(7)，所述第一电机(7)与对焦单元(5)相连接，并且所述第一电机(7)与电子测量控制单元(4)电连接；所述第一电机(7)在电子测量控制单元(4)的控制下带动对焦单元(5)运动。3.根据权利要求2所述的一种自动校正距离误差的亮度计，其特征在于，...

【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：