CN102331298A - 测光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种测光装置，在所述测光装置中，通过包括第一滤光器4和第一光电转换器5的第一辉度测量单元测量明视觉辉度Lp，并且通过包括第二滤光器6和第二光电转换器7的第二辉度测量单元测量暗视觉辉度Ls。计算部件8基于第一辉度测量单元的测量值(明视觉辉度Lp)以及第二辉度测量单元的测量值(暗视觉辉度)与第一辉度测量单元的测量值(明视觉辉度Lp)的比值来计算中间视觉辉度Lmes。因此，所述测光装置能够改善中间视觉中的亮度(中间视觉辉度)的测量精度。

Description

测光装置
技术领域
本发明涉及用于测量暗(scotopic)视觉和中间(mesopic)视觉中的亮度(brightness)的测光(photometry)装置。
背景技术
人类肉眼的光谱光视效率(spectral luminous efficiency)在明(photopic)视觉、暗视觉和中间视觉中变化。在明视觉中，视锥细胞用于感受颜色。在暗视觉中，虽然由于没有视锥细胞工作而不可感知颜色，但是视杆细胞工作以改善颜色灵敏度。在作为明视觉和暗视觉的中间状态的中间视觉中，视锥细胞和视杆细胞都工作。在此，光谱光视效率在明视觉中具有大约555nm的峰值波长。另一方面，光谱光视效率在暗视觉中具有大约507nm的偏移峰值波长。这样的现象是已知的“浦肯野(purkinje)现象”。
作为由人类肉眼感测的亮度的指标，典型地采用辉度(luminance)和照度(illuminance)。然而，对于传统的辉度计和照度计，是基于明视觉中的光谱光视效率来测量辉度和照度的。因此，在暗视觉和中间视觉中辉度和照度仪表的测量值与人类肉眼实际感受的亮度不同。
在日本专利申请特许公开No.H2-205731中公开的传统示例中，基于光源的相关色温和辉度(明视觉中的辉度，即明视觉等效辉度)与中间视觉等效辉度相关这样的知识，根据辉度和相关色温的测量值来计算光源的中间视觉等效辉度。
然而，由于中间视觉的光谱光视效率与光源的色温之间的关系是不确定的，因此这样的传统示例由于其测量值的低有效性而无法广泛应用。
发明内容
鉴于以上，本发明的目的在于提供一种能够改善其中间视觉中的亮度的测量精度的测光装置。
根据本发明一个方面的测光装置包括：
用于测量明视觉中的辉度的第一辉度测量单元；用于测量暗视觉中的辉度的第二辉度测量单元；以及用于根据第一辉度测量单元的第一测量值和第二辉度测量单元的第二测量值来计算中间视觉中的辉度的计算部件，其中计算部件基于第一测量值以及第二测量值与第一测量值的比值来计算所述中间视觉中的辉度。
所述测光装置还可以包括：用于使入射光色散的光谱单元；以及用于针对由所述光谱单元获得的每一个波长带测量光强度的测量部件，其中所述第一辉度测量单元根据明视觉中的光谱光视效率对所述测量部件的测量值进行积分以计算所述明视觉中的辉度；并且所述第二辉度测量单元根据暗视觉中的光谱光视效率对所述测量部件的测量值进行积分以计算所述暗视觉中的辉度。
本发明的测光装置能够改善中间视觉中的亮度的测量精度。
附图说明
通过以下结合附图给出的对实施例的描述，本发明的目的和特征将变得明显，在附图中：
图1是示出根据本发明的测光装置的第一实施例的方框图；
图2是数据表的解释性图；以及
图3是示出根据本发明的测光装置的第二实施例的方框图。
具体实施方式
(第一实施例)
如图1所示，当前实施例的测光装置提供有光学部件1、半反射镜2、反射镜3、第一滤光器4、第一光电转换器5、第二滤光器6、第二光电转换器7、计算部件8、显示器9和壳体10。
壳体10具有类似盒子的形状并且由合成树脂或者金属制成。光经由在壳体左侧开口的孔引入到壳体10中。
光学部件1包括多个凸透镜100；以及支撑凸透镜100并且封闭壳体10的孔的圆柱形主体101。因此，经由孔引入的光由光学部件1的凸透镜100会聚。
半反射镜2设置在光学部件1的光学路径上，并且将由光学部件1会聚的光分为两个部分。在由半反射镜2分路的一个光学路径上，设置第一滤光器4。第一滤光器4具有与明视觉中的人类光谱光视效率(以下将其称为“明视觉光谱光视效率”)相对应的滤光特性，并且例如由介电的多层形成。
由半反射镜2分路的另一光学路径由反射镜3弯曲90度的角度。在由反射镜3弯曲的光学路径上，设置第二滤光器6。第二滤光器4具有与暗视觉中的人类光谱光视效率(以下将其称为“暗视觉光谱光视效率”)相对应的滤光特性，并且例如由介电的多层形成。
第一光电转换器5主要包括：将通过第一滤光器4的光转换为电信号的光电换能器(未示出)；以及放大所述光电换能器的输出电压的放大器(未示出)。因而，第一光电转换器5的输出电压代表明视觉中的辉度Lp(明视觉辉度)。
与第一光电转换器5类似，第二光电转换器7主要包括：将通过第二滤光器6的光转换为电信号的光电换能器(未示出)；以及放大所述光电换能器的输出电压的放大器(未示出)。因而，第二光电转换器7的输出电压代表暗视觉中的辉度Ls(暗视觉辉度)。
计算部件8主要包括：用于量化(A-D转换)第一光电转换器5和第二光电转换器7各自的输出电压的A-D转换器(未示出)；存储有用于执行随后描述的计算的程序的存储器(未示出)；以及用于执行存储在所述存储器中的程序的CPU(未示出)。通过执行CPU中的程序，计算部件8计算中间视觉中的辉度Lmes(中间视觉辉度)如下。具体地说，计算部件8计算暗视觉辉度Ls与明视觉辉度Lp的比值(＝Ls/Lp)并且然后，根据所述明视觉辉度Lp和所述比值，参照图2所示的数据表，来获得中间视觉辉度Lmes。例如，在给出明视觉辉度Lp＝0.1以及比值(Ls/Lp)＝0.85时，根据图2中的数据表获得中间视觉辉度Lmes＝0.0947。
显示器9包括诸如液晶显示器的显示装置(未示出)以及用于驱动所述显示装置的驱动器电路(未示出)。驱动器电路根据从计算部件8输出的显示信号来驱动显示装置以在显示装置上显示中间视觉辉度Lmes(在上面的示例中Lmes＝0.0947)的值。
应注意，将通过先前试验获得的图2所示的数据表存储在计算部件8的存储器中。然而，数据表只是示例性的并且并不限于此。在数据表中不存在明视觉辉度Lp的值或者所述比值的情况下，计算部件8通过根据最接近的值进行插值来计算中间视觉辉度Lmes。可选地，代替使用数据表，可以通过使用预定的计算表达式来计算中间视觉辉度Lmes。
如上所述，在当前实施例的测光装置中，包括第一滤光器4和第一光电转换器5的第一辉度测量单元测量明视觉辉度Lp，并且包括第二滤光器6和第二光电转换器7的第二辉度测量单元测量暗视觉辉度Ls。然后，计算部件8基于第一辉度测量单元的测量值(明视觉辉度Lp)以及第二辉度测量单元的测量值(暗视觉辉度Ls)与第一辉度测量单元的测量值(明视觉辉度Lp)的比值来计算中间视觉辉度Lmes。因此，当前实施例的测光装置能够改善中间视觉中的亮度(中间视觉辉度)的测量精度。
(第二实施例)
如图3所示，当前实施例的测光装置包括：用于使入射光色散的光谱过滤器11；用于在每一个波长带下测量被色散到多个波长带中的光的强度(辉度)的测量部件12；以及用于计算中间视觉辉度的计算部件13。对于与第一实施例的测光装置共同的部件使用相同的附图标记，并且将省去对其的描述。
光谱过滤器11配置有棱镜，并且通过利用其取决于光波长的不同折射率而将入射光划分(色散)为多个波长带。测量部件12具有与由光谱过滤器11色散的光的每一个波长带相对应的多个光电换能器(未示出)；以及放大各个光电换能器的输出电压的多个放大器(未示出)。
计算部件13主要包括：用于量化(A-D转换)测量部件12的输出电压的A-D转换器(未示出)；存储有用于执行随后描述的计算的程序的存储器(未示出)；以及用于执行存储在存储器中的程序的CPU(未示出)。通过执行CPU中的程序，计算部件13计算明视觉辉度Lp、暗视觉辉度Ls和中间视觉辉度Lmes如下。
计算部件13提供有明视觉辉度计算部件13a，该明视觉辉度计算部件13a以与明视觉光视效率相对应地对在每一个波长带下由测量部件12测量的测量值进行加权的方式计算明视觉辉度Lp。例如，假设包括峰值波长(555nm)的波长带具有1的加权因数，则明视觉辉度计算部件13a以在所述测量值乘以小于1的加权因数之后进行积分的方式计算明视觉辉度Lp，其中所述加权因数随着远离波长带而变得更小。
同样，计算部件13具有暗视觉辉度计算部件13b，该暗视觉辉度计算部件13b以与暗视觉光视效率相对应地对在每一个波长带下由测量部件12测量的测量值进行加权的方式来计算暗视觉辉度Ls。例如，假设包括峰值波长(507nm)的波长带具有1的加权因数，则暗视觉辉度计算部件13b以所述测量值乘以小于1的加权因数之后进行积分的方式来计算暗视觉辉度Ls，其中所述加权因数随着远离波长带而变得更小。即，在当前实施例的测光装置中，计算部件13的明视觉辉度计算部件13a和暗视觉辉度计算部件13b分别用作第一辉度测量单元和第二辉度测量单元。
并且，与第一实施例相同，计算部件13计算暗视觉辉度Ls与亮视觉辉度Lp的比值(＝Ls/Lp)，并且然后根据亮视觉辉度Lp和该比值，参照图2所示的数据表，获得辉度Lmes。
如上所述，与第一实施例相同，当前实施例的测光装置也能够改善中间视觉中的亮度(中间视觉辉度)的测量精度。并且，当前实施例的测光装置仅使用光谱过滤器11，而在第一实施例中使用两个滤光器，第一滤光器4和第二滤光器6。因此，当前实施例的测光装置的优点在于与第一实施例相比较，取决于滤光器精度的测量误差变得更小。而且，在当前实施例的测光装置中，针对每一个波长带测量光强度(辉度)，从而能够使计算部件13计算其它指标，诸如显色指数(color rendering index)。
虽然针对实施例示出和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员将理解，可以在不偏离由以下的权利要求限定的本发明的范围的情况下做出各种改变和变型。

Claims (4)

1.一种测光装置，包括：
第一辉度测量单元，用于测量明视觉中的辉度；
第二辉度测量单元，用于测量暗视觉中的辉度；以及
计算部件，用于根据所述第一辉度测量单元的第一测量值和所述第二辉度测量单元的第二测量值来计算中间视觉中的辉度，
其中，所述计算部件基于所述第一测量值以及所述第二测量值与所述第一测量值的比值来计算所述中间视觉中的辉度。
2.如权利要求1所述的测光装置，还包括：
光谱单元，用于使入射光色散；以及
测量部件，用于针对由所述光谱单元获得的每一个波长带测量光强度，
其中，所述第一辉度测量单元根据明视觉中的光谱光视效率对所述测量部件的测量值进行积分，以测量所述明视觉中的辉度；并且
所述第二辉度测量单元根据暗视觉中的光谱光视效率对所述测量部件的测量值进行积分，以测量所述暗视觉中的辉度。
3.如权利要求1所述的测光装置，其中，所述第一辉度测量单元包括：第一滤光器，具有与明视觉中的光谱光视效率相对应的滤光特性；以及第一光电转换器，用于将通过所述第一滤光器的光转换为电信号，并且
其中，所述第二辉度测量单元包括：第二滤光器，具有与暗视觉中的光谱光视效率相对应的滤光特性；以及第二光电转换器，用于将通过所述第一滤光器的光转换为电信号。
4.如权利要求3所述的测光装置，还包括：
光学部件，用于会聚光；以及
半反射镜，用于将由所述光学部件会聚的光分为两个部分，
其中，所述第一滤光器设置在由所述半反射镜分路的一个光学路径上并且所述第二滤光器设置在由所述半反射镜分路的另一光学路径上。
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