CN101799123B - 一种亮度发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种亮度发生器，包括一个具有圆形出光口的积分球，积分球整体或一部分置于罩壳内，在出光口的边缘安装有绕出光口对称分布的光电探头，积分球的球面上还设置绕出光口对称分布的光源，通过调节各个光源的输入功率或开启/关闭各个光源，从而保证了出光口辐亮度的均匀性和可调性，实现大面积标准亮度源，本发明易于实现色温的高稳定性和高均匀度的亮度输出。
Description
【技术领域】
本发明属于光辐射测量领域，具体为一种亮度发生器。
【背景技术】
在高精度的光辐射测量领域，往往需要均匀性好的照度/亮度光源实现光电探头的定标和测量，标准亮度源一般采用光源加积分球来实现：光源发出的光被积分球混光后，从积分球的出光窗口出射，提供面光源输出。然而由于光源发光的不稳定、积分球本身的机械缺陷、涂层不均匀等原因，现有积分球亮度源出射窗处的辐照度/辐亮度并不能实现完全均匀，特别是当积分球的出光口直径比较大时。而且，在调节亮度源的输出辐照度/辐亮度时，均匀性和色温稳定性都难以保证。这会对探头定标等操作带来较大的测量误差。
【发明内容】
为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种亮度发生器，作为大面积标准亮度源，实现色温的高稳定性和高均匀度的亮度输出，适用于高精度的光学测量和定标。
上述目的通过以下技术方案实现：
一种亮度发生器，包括一个具有出光口的积分球，所述积分球的整体或者一部分置于罩壳内，罩壳内设有散热孔，在所述出光口的边缘附近设置探测器接口，每个探测器接口上安装受光面面向积分球内的光电探头，所述积分球的球面上还设置对称分布的光源接口，每个光源接口上安装光源。
上述出光口一般为圆形，出光口直径一般约为积分球直径的1/10或者更大。
上述光源为两个或两个以上，且以出光口中垂线为对称中心，对称分布在上述积分球上。
上述光源由输出功率可调的电源供电，每个光源由单独的电源供电，或者几个光源由同一个电源供电。
上述的光电探头的数量为一个或一个以上，当所述的光电探头的数量为一个以上时，以出光口中垂线为对称中心对称分布在出光口边缘附近。
上述积分球内部安装用于遮挡光源到探头和光源到出光口的直射光的档光板。
上述光源也可以按照如下方式设置：在上述积分球的背部，即与所述出光口相对的一面，设置光源接口和光源，在靠近光源接口的位置安装用于遮挡光源到光电探头和光源到出光口的直射光的挡光板。在所述光源和所述积分球间设置可以调节光源出射到积分球内的光辐射通量大小的可调光阑。
上述光源为卤钨灯；上述的光电探头为光度探头或者无光谱选择性的辐射度探头或者相对光谱灵敏度与其它特定函数相匹配的光电探头。
上所述罩壳上设置用以显示输出亮度的显示仪表，所述显示仪表与所述探头电连接。
上述积分球内表面、挡光板表面涂层为具有良好的漫射特性的涂层。
该亮度发生器为利用积分球实现的可调亮度源，上述积分球的出光口作为均匀亮度的面光源输出，积分球上同时设置有光源和光电探头，光电探头的受光面面向积分球内部，根据光电探头的测量读数，调节积分球上对应位置光源的输入功率，或者开启/关闭各个光源，或者控制光源入射积分球的光通量，使对称的设置在出光口边缘的一组光电探头的测量值相同，从而使出光口作为亮度源具有良好的均匀性，而且探头提供亮度源的准确输出值。
上述每个光源均由一个功率可调的电源供电，若设置的光源较多时，也可以几个光源由同一个电源供电，或者所有的光源由同一个电源供电。根据上述各个光电探头的测量值手动调节各个光源的供电电源的输出功率，可以使各个光电探头的测量值相同。
或者，上述光电探头和光源的供电电源均与计算机电连接，计算机根据预设的亮度值和各个光电探头的测量值自动控制调节电源向光源输出的功率，从而自动使得各个探头的测量值相同。
上述一种亮度发生器利用积分球实现了辐亮度均匀可调的亮度源，采用了多个输入功率可调的光源，均匀对称的设置在积分球球壳的内表面，同时在积分球上安装光电探头，均匀对称的设置在积分球出光口的边缘，通过调节各个光源的输入功率或开启/关闭各个光源，从而保证了出光口辐亮度的均匀性和可调性，与现有技术相比，本一种大面积亮度源的输出亮度的均匀性得到了更好的保证，且输出亮度准确可调，色温稳定，可靠性高，适用于高精度的光学测量和定标。
【附图说明】
图1是本发明的结构原理图。
图2是本发明的等轴测视图。
图3是本发明的积分球剖视图。
图4是本发明的积分球另一个剖视图。
【具体实施方式】
一种亮度发生器，如图1所示，包括一个积分球1，积分球1为中等大小的积分球，积分球1的正面有一个圆形的出光口2，出光口的直径约为积分球直径的1/10，在以出光口2的中心为顶点的半球上，安装有四个探测器接口5和八个光源接口7，以出光口2为中心对称均匀的分布在球面上，所述探测器接口5位于出光口2的边缘，孔径均相同，探测器接口5的中心和出光口2的中心与积分球1球心的连线夹角为18°，光源接口7的中心和出光口2的中心与积分球1球心的连线夹角为45°。积分球1内部光源8附近安装用于遮挡光源8到光电探头6和光源8到出光口2的直射光的档光板9。如图4所示，在积分球1的背部，即与所述出光口2相对的一面，设置光源接口7和光源8，在靠近光源接口7的位置安装用于遮挡光源8到光电探头6和光源8到出光口2的直射光的挡光板9。在所述光源8和所述积分球1间设置可以调节光源8出射到积分球1内的光辐射通量大小的可调光阑11。
上述每个光源8由单独可调的电源供电。所述积分球1内表面、挡光板9表面具有良好的漫射特性，光源8为卤钨灯。如图3所示，所述积分球1置于罩壳3内，罩壳3的挡板上有散热孔4。
手动调节每个光源8的供电电源，或者开启/关闭各个光源，或者调节光阑11以控制光源8进入积分球1的光通量，使得各个探头6的测量读数相同，并根据该读数给出输出亮度，使出光口可以作为一个大面积辐亮度高均匀性，色温高稳定性输出的标准亮度源。
Claims (6)
1.一种亮度发生器，包括一个具有出光口(2)的积分球(1)，其特征在于：所述积分球(1)的整体或一部分置于罩壳(3)内，罩壳(3)上设有散热孔(4)，在所述积分球(1)的出光口(2)的边缘附近设有探测器接口(5)，探测器接口(5)上安装有受光面面向积分球(1)内部的光电探头(6)，所述积分球(1)的球壳上还设置光源接口(7)，在光源接口(7)上安装有光源(8)；所述的光电探头(6)的数量为两个或两个以上，光电探头(6)以出光口(2)中垂线为对称中心对称分布在出光口(2)边缘附近；所述积分球(1)内部安装用于遮挡光源(8)到光电探头(6)和光源(8)到出光口(2)的直射光的挡光板(9)。
2.根据权利要求1所述的亮度发生器，其特征在于所述光源(8)为两个或两个以上，且以出光口(2)中垂线为对称中心，对称分布在所述积分球(1)上。
3.根据权利要求1所述的亮度发生器，其特征在于在所述积分球(1)的背部，即与所述出光口(2)相对的一面，设置光源接口(7)和光源(8)，在靠近光源接口(7)的位置安装用于遮挡光源(8)到光电探头(6)和光源(8)到出光口(2)的直射光的挡光板(9)；在所述光源(8)和所述积分球(1)间设置可以调节光源(8)出射到积分球(1)内的光辐射通量大小的可调光阑(11)。
4.根据权利要求1所述的亮度发生器，其特征在于在所述罩壳(3)上设置用以显示输出亮度的显示仪表(10)，所述显示仪表(10)与所述光电探头(6)电连接。
5.根据权利要求1所述的亮度发生器，其特征在于所述光源(8)为卤钨灯。
6.根据权利要求1所述的亮度发生器，其特征在于所述的光电探头(6)为光度探头或者无光谱选择性的辐射度探头。
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