CN102798516A - 一种测量光学器件参数的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种测量光学器件参数的设备，用于对光学器件参数进行快速测量。该设备包括设置于旋转装置中央的LED发射管、LED驱动模块、主控模块、线阵摄像头采集模块、数据处理模块；主控模块用于控制旋转装置将线阵摄像头采集模块旋转至LED发射管正前方；线阵摄像头采集模块用于对LED发射管发出的光进行探测并采集图像数据；LED驱动模块用于在线阵摄像头采集模块进行探测时，对LED发射管进行恒流驱动；主控模块还用于接收线阵摄像头采集模块采集到的图像数据，通过数据传输模块传输到数据处理模块；数据处理模块用于接收通过数据传输模块传输的图像数据，计算并得到LED发射管的光强强度、光发射角度和配光曲线。
Description
技术领域
本发明涉及光学器件参数测量领域技术，尤其是涉及一种测量光学器件参数的设备。
背景技术
目前，工作生活中很多设备都会用到发光二极管(LED，Light EmittingDiode)以及滤光片等光学器件，但在实际应用中，有一些光学器件可能由于质量的问题，会导致该光学器件的光学参数不符合使用要求。当光学器件数量较大的时候，特别是在大批生产的过程中，如果不能尽早地发现存在质量问题的器件，就可能会引起很大的损失。因此需要借助一些测量设备能够对光学器件的各种参数进行检验和测量。
发明人在实现本发明实施例的过程中发现目前现有的很多对光学器件参数测量的设备虽然能准确测量，但价格昂贵，且设备结构比较复杂，另外，对光学器件(如LED发射管)的不同参数进行测量时需要用到不一样的测量设备分别进行测量，不便于操作。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种测量光学器件参数的设备，结构设计简单，用于对光学器件的参数进行快速地检验和测量。
一种测量光学器件参数的设备，包括：
设置于旋转装置7中央的发光二极管LED发射管1、与所述LED发射管1相连的LED驱动模块2、与所述LED驱动模块2相连的主控模块4、设置于旋转装置7四周且与主控模块4相连的线阵摄像头采集模块3、通过数据传输模块5与所述主控模块4相连的数据处理模块6；
所述主控模块4用于控制所述旋转装置7将线阵摄像头采集模块3旋转至LED发射管1正前方；
所述线阵摄像头采集模块3用于对LED发射管1发出的光进行探测并采集图像数据；
所述LED驱动模块2用于在所述线阵摄像头采集模块3进行探测时，对LED发射管1进行恒流驱动；
所述主控模块4还用于接收所述线阵摄像头采集模块3采集到的图像数据，通过数据传输模块5传输到所述数据处理模块6；
所述数据处理模块6用于接收通过所述数据传输模块5传输的图像数据，计算并得到LED发射管1的光强强度、光发射角度和配光曲线。
优选地，所述数据处理模块6具体用于接收通过所述数据传输模块5传输的图像数据，获取线阵摄像头采集模块3采集到的每个像素的强度值，并记录其中像素强度值最大的，得到LED发射管1的光强强度；记录所述最大的光强强度所处的像素位置，并记录光强强度为所述最大的光强强度大小一半的光强强度所处的像素位置，根据线阵摄像头采集模块3与LED发射管1的距离和线阵摄像头采集模块3采集到的像素间距，得到LED发射管1的光发射角度；将所述图像数据转换为极坐标系数据，得到LED发射管1的配光曲线。
进一步地，所述设备还包括放置于LED发射管1和线阵摄像头采集模块3之间的滤光片8；
所述数据处理模块6还用于在放置所述滤光片8时，获取到每个像素的强度值，计算出第二光强平均值，根据所述第一光强平均值和第二光强平均值，计算并得到所述滤光片8的透光率，所述第一光强平均值为未放置滤光片8时，根据获取到的每个像素的强度值计算出来的光强平均值；
更进一步地，所述设备还包括设置于旋转装置7四周且与主控模块4相连的LED接收管9；
所述主控模块4还用于控制所述旋转装置7将所述LED接收管9旋转至LED发射管1正前方；
所述LED接收管9用于对LED发射管1发出的光进行探测并采集图像数据；
所述主控模块4还用于接收所述LED接收管9采集到的图像数据，通过数据传输模块5传输到所述数据处理模块6；
所述数据处理模块6用于接收通过所述数据传输模块5传输的图像数据，计算并得到LED接收管9的光灵敏度。
优选地，所述设备还包括与所述主控模块4相连的测量模式选择模块10，用于根据需要测量的光学参数进行测量模式的选择。
优选地，所述旋转装置7呈圆形转盘设置，与所述主控模块4相连，用于安装固定线阵摄像头采集模块3，并通过LED夹具11固定LED发射管1和LED接收管9；根据主控模块4发送的控制命令带动所述线阵摄像头采集模块3和LED接收管9旋转。
优选地，所述旋转装置7通过步进电机驱动旋转。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种测量光学器件参数的设备，不但能够对光学器件(LED发射管1)的不同光学参数进行检验和测量，如LED发射管1的光强强度、光发射角度和配光曲线；并且，可以对滤光片8的透光率和LED接收管9的光灵敏度进行检验和测量，实现用同一设备对LED发射管1的不同光学参数进行检验和测量，且用同一设备对LED发射管1、滤光片8和LED接收管9的光学参数进行检验和测量，操作成本低，较为实用，且该设备结构简易，便于操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种测量光学器件参数的设备的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的测量LED发射管光强强度的原理示意图；
图3为本发明实施例提供的测量LED发射管光发射角度的原理示意图；
图4为本发明实施例提供的一种测量光学器件参数的设备的另一结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种测量光学器件参数的设备，结构设计简单，用于对光学器件的参数进行快速地检验和测量。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
以下进行详细说明：
请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种测量光学器件参数的设备的结构示意图，其中，该设备包括：
设置于旋转装置7中央的发光二极管LED发射管1、与所述LED发射管1相连的LED驱动模块2、与所述LED驱动模块2相连的主控模块4、设置于旋转装置7四周且与主控模块4相连的线阵摄像头采集模块3、通过数据传输模块5与所述主控模块4相连的数据处理模块6；
所述主控模块4用于控制所述旋转装置7将线阵摄像头采集模块3旋转至LED发射管1正前方；
所述线阵摄像头采集模块3用于对LED发射管1发出的光进行探测并采集图像数据；
所述LED驱动模块2用于在所述线阵摄像头采集模块3进行探测时，对LED发射管1进行恒流驱动；
所述主控模块4还用于接收所述线阵摄像头采集模块3采集到的图像数据，通过数据传输模块5传输到所述数据处理模块6；
所述数据处理模块6用于接收通过所述数据传输模块5传输的图像数据，计算并得到LED发射管1的光强强度、光发射角度和配光曲线。
由上述可知，本发明实施例提供的一种测量光学器件参数的设备，能够对光学器件(LED发射管)的不同光学参数进行检验和测量，如LED发射管的光强强度、光发射角度和配光曲线，实现用同一设备对LED发射管的不同光学参数进行检验和测量，操作成本低，较为实用，且该设备结构简易，便于操作。
进一步地，本发明实施例提供的测量光学器件参数的设备不仅可以对LED发射管的光学参数进行测量，还可以对滤光片和LED接收管的光学参数进行测量，滤光片就是用来选取所需辐射波段的光学器件；有鉴于此，所述设备还包括放置于LED发射管1和线阵摄像头采集模块3之间的滤光片8，设置于旋转装置7四周且与主控模块4相连的LED接收管9，可参考图1；
可以理解的是，本发明实施例提供的测量光学器件参数的设备，可以对多个光学参数进行检验和测量，因此可以先进行封样测量，即先封样得到一个标准值，后续所进行的测量皆与此标准值做对比，则可判断所测光学器件的光学参数是否满足需求；容易想到的是，需求的标准根据实际使用情况决定，譬如对于某些场合需要LED发射管1的发光强度达到预置阈值以上，那么使用该设备测出光强强度大于该预置阈值可认为是满足需求的。
在本发明实施例中，对于LED发射管1，通常较为关注的光学参数是光强强度，光发射角度和配光曲线，因为发光强度意味着其最大光强为多少，发光角度说明其光发射角为多少，配光曲线能够观察出其LED发射管的发光是否均匀，某些光学系统如果需要进行二次配光则需要要用到此配光曲线；对于LED接收管9，通常较为关注的光学参数是光灵敏度，光灵敏度也可以称为校光响应度，光灵敏度越大意味着其能接受的光强越大，因此光灵敏度是LED接收管9的一个重要参数；对于滤光片8，通常较为关注的光学参数是透光率，由于很多光学系统都会用到滤光片，如果滤光片的透过率过低会引起系统失效，因此需要对滤光片的透过率进行测量。
关于对LED发射管1、滤光片8和LED接收管9的参数进行测量：
优选地，所述测量光学器件参数的设备对LED发射管1的光学参数进行测量，数据处理模块6具体用于接收通过所述数据传输模块5传输的图像数据，获取线阵摄像头采集模块3采集到的每个像素的强度值，并记录其中像素强度值最大的，得到LED发射管1的光强强度；记录所述最大的光强强度所处的像素位置，并记录光强强度为所述最大的光强强度大小一半的光强强度所处的像素位置，根据线阵摄像头采集模块3与LED发射管1的距离和线阵摄像头采集模块3采集到的像素间距，得到LED发射管1的光发射角度；将所述图像数据转换为极坐标系数据，得到LED发射管1的配光曲线。
优选地，所述设备还包括放置于LED发射管1和线阵摄像头采集模块3之间的滤光片8；利用所述测量光学器件参数的设备对滤光片8的光学参数进行测量，所述数据处理模块6还用于在放置所述滤光片8时，获取到每个像素的强度值，计算出第二光强平均值，根据所述第一光强平均值和第二光强平均值，计算并得到所述滤光片8的透光率，所述第一光强平均值为未放置滤光片8时，根据获取到的每个像素的强度值计算出来的光强平均值；
优选地，所述设备还包括设置于旋转装置7四周且与主控模块4相连的LED接收管9；利用所述测量光学器件参数的设备对LED接收管9的光学参数进行测量，所述主控模块4还用于控制所述旋转装置7将所述LED接收管9旋转至LED发射管1正前方；所述LED接收管9用于对LED发射管1发出的光进行探测并采集图像数据；所述主控模块4还用于接收所述LED接收管9采集到的图像数据，通过数据传输模块5传输到所述数据处理模块6；所述数据处理模块6用于接收通过所述数据传输模块5传输的图像数据，计算并得到LED接收管9的光灵敏度。
以下以一具体情景对LED发射管1、滤光片8和LED接收管9的参数测量过程进行描述，在该情景下，LED发射管1可以为红外LED发射管，LED接收管9可以为红外LED接收管；
首先，主控模块4控制所述旋转装置7将线阵摄像头采集模块3旋转至红外LED发射管1正前方，如图1所示位置，所述线阵摄像头采集模块3对红外LED发射管1发出的光进行探测并采集图像数据，容易想到的是，线阵摄像头采集模块3可以是线阵摄像头；为了保证测量准确度，此时主控模块4会控制LED驱动模块2对红外LED发射管1进行恒流驱动，在本实施例中，LED驱动模块2以固定的20mA(毫安)的电流驱动红外LED发射管1；所述主控模块4接收所述线阵摄像头采集模块3采集到的图像数据，通过数据传输模块5传输到所述数据处理模块6；所述数据处理模块6接收通过所述数据传输模块5传输的图像数据，并对该图像数据进行计算和处理，容易想到的是，数据处理模块6可以是PC(personal computer，个人计算机)终端，该计算可以是在PC终端的上位机软件处进行的；
测量红外LED发射管1的光强强度时，数据处理模块6接收从所述数据传输模块5传输的图像数据中，获取线阵摄像头采集模块3(线阵摄像头)采集到的每个像素的强度值，并记录其中像素强度值最大的，得到红外LED发射管1的光强强度，具体原理图如图2所示；测量红外LED发射管1的光发射角度时，若线阵摄像头采集模块3采集到的图像如图3所示，数据处理模块6记录所述最大的光强强度所处的像素位置，记为Lh，并获取记录光强强度为所述最大的光强强度大小一半的光强强度所处的像素位置，记为Lm，加上线阵摄像头采集模块3(线阵摄像头)与红外LED发射管1的距离已知，记为K，线阵摄像头的像素间距已知，记为q，则可以得到红外LED发射管1的光发射角度为arctan((Lh-Lm)*q/K)；测量红外LED发射管1的配光曲线时，只需将所述图像数据转换为极坐标系数据，即可得到红外LED发射管1的配光曲线，另需要说明的是，在某些实施方式中需要测量红外LED发射管1的整体立体角的配光曲线，而不只是单一平面的配光曲线。此时，通过PC终端上位机软件设置，使得主控模块4控制旋转装置7带动线阵摄像头采集模块3(线阵摄像头)以红外LED发射管1为中心转动，每移动一预设的偏移角就纪录一次配光曲线。线阵摄像头绕红外LED发射管1转动90°的情况下，根据线阵摄像头所纪录的光强强度情况则可得出LED在立体空间下的配光曲线，并可由此配光曲线得出红外LED发射管1的立体角下的发散角。
进一步地，在红外LED发射管1和线阵摄像头采集模块3之间放置滤光片8，如图1所示，本发明实施例提供的设备还可用于对滤光片8的透光率进行测量；在该实施方式下，所述数据处理模块6获取到此时每个像素的强度值，计算出第二光强平均值，记为N，根据所述第一光强平均值M和第二光强平均值N，计算并得到所述滤光片8的透光率为N/M*100％；需要说明的是，所述第一光强平均值M为未放置滤光片8时，根据获取到的每个像素的强度值计算出来的光强平均值，即第一光强平均值M可以为封样测量时，得到一个标准值。
更进一步地，在旋转装置7四周设置红外LED接收管9，且所述红外LED接收管9与主控模块4相连，如图4所示，本发明实施例提供的设备还可用于对红外LED接收管9的光灵敏度进行测量；在该实施方式下，所述主控模块4控制所述旋转装置7将所述红外LED接收管9旋转至红外LED发射管1正前方，如图4所示位置，使得红外LED接收管9与红外LED发射管1的机械中心对准，所述红外LED接收管9对红外LED发射管1发出的光进行探测并采集图像数据，可以理解的是，该实施例中，红外LED发射管1可以采用一个封样的样品作为一个标准光源，红外LED接收管9对该光源发出的光进行探测并采集图像数据，容易想到的是，探测过程中，主控模块4会控制LED驱动模块2对红外LED发射管1(封样样品)进行恒流驱动，在本实施例中，LED驱动模块2以固定的20mA(毫安)的电流进行驱动；所述主控模块4接收所述红外LED接收管9采集到的图像数据，通过数据传输模块5传输到所述数据处理模块6；数据处理模块6接收通过所述数据传输模块5传输的图像数据，数据处理模块6的上位机软件对其进行计算，由于红外LED接收管9是由电路驱动，是光学量转换为电学量的器件，即把接收到的光强度转化为电压强度，又因为红外LED接收管9接收到的光强度和电压强度线性关系，而该光强度与灵敏度也成线性关系，则电压强度与灵敏度也呈线性关系；加上由于红外LED发射管1(或标准光源)已知，则接收到的光强度可以确定，即电压强度可以确定，从而可以根据电压强度计算出红外接收管的灵敏度。
可以理解的是，本发明实施例中，可以先进行LED发射管1的光学参数测量，再进行其他两种光学器件参数的测量；也可以先进行滤光片8和LED接收管9的光学参数测量，最后才进行LED发射管1的光学参数测量，即本发明实施例对LED发射管1、滤光片8和LED接收管9的光学参数测量的先后顺序不作具体限定。
优选地，所述设备还包括与所述主控模块4相连的测量模式选择模块10，用于根据需要测量的光学参数进行测量模式的选择。在本实施方式中，测量模式选择模块10可以包括测量LED发射管1光强强度及光发射角度模式、测量LED发射管1配光曲线模式、测量滤光片8模式和测量LED接收管9模式，用户可以根据需要测量的光学参数对测量模式进行选择。
优选地，在本发明实施例中，所述旋转装置7呈圆形转盘设置，与所述主控模块4相连，可以如图1和图4所示；所述旋转装置7用于安装固定线阵摄像头采集模块3，并通过LED夹具11分别固定LED发射管1和LED接收管9，使得LED发射管1和LED接收管9可以在旋转装置7上方便安装与拆除；所述旋转装置7根据主控模块4发送的控制命令带动所述线阵摄像头采集模块3和LED接收管9旋转，在测量LED发射管1的光学参数时，旋转装置7根据主控模块4发送的控制命令带动所述线阵摄像头采集模块3旋转至LED发射管1正前方，在测量LED接收管9的光学参数时，旋转装置7根据主控模块4发送的控制命令带动所述LED接收管9旋转至LED发射管1正前方，容易想到的是，所述旋转装置7通过步进电机驱动旋转。
由上述可知，本发明实施例提供的一种测量光学器件参数的设备，不但能够对LED发射管1的不同光学参数(光强强度、光发射角度和配光曲线)进行检验和测量；并且，可以对滤光片8的透光率和LED接收管9的光灵敏度进行检验和测量，实现用同一设备对LED发射管1的不同光学参数进行检验和测量，且用同一设备对多种光学器件，如LED发射管1、滤光片8和LED接收管9的光学参数进行检验和测量，操作成本低，较为实用，且该设备结构简易，便于操作。
以上对本发明所提供的一种测量光学器件参数的设备进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种测量光学器件参数的设备，其特征在于，包括：
设置于旋转装置(7)中央的发光二极管LED发射管(1)、与所述LED发射管(1)相连的LED驱动模块(2)、与所述LED驱动模块(2)相连的主控模块(4)、设置于旋转装置(7)四周且与主控模块(4)相连的线阵摄像头采集模块(3)、通过数据传输模块(5)与所述主控模块(4)相连的数据处理模块(6)；
所述主控模块(4)用于控制所述旋转装置(7)将线阵摄像头采集模块(3)旋转至LED发射管(1)正前方；
所述线阵摄像头采集模块(3)用于对LED发射管(1)发出的光进行探测并采集图像数据；
所述LED驱动模块(2)用于在所述线阵摄像头采集模块(3)进行探测时，对LED发射管(1)进行恒流驱动；
所述主控模块(4)还用于接收所述线阵摄像头采集模块(3)采集到的图像数据，通过数据传输模块(5)传输到所述数据处理模块(6)；
所述数据处理模块(6)用于接收通过所述数据传输模块(5)传输的图像数据，计算并得到LED发射管(1)的光强强度、光发射角度和配光曲线。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述数据处理模块(6)具体用于接收通过所述数据传输模块(5)传输的图像数据，获取线阵摄像头采集模块(3)采集到的每个像素的强度值，并记录其中像素强度值最大的，得到LED发射管(1)的光强强度；记录所述最大的光强强度所处的像素位置，并记录光强强度为所述最大的光强强度大小一半的光强强度所处的像素位置，根据线阵摄像头采集模块(3)与LED发射管(1)的距离和线阵摄像头采集模块(3)采集到的像素间距，得到LED发射管(1)的光发射角度；将所述图像数据转换为极坐标系数据，得到LED发射管(1)的配光曲线。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括放置于LED发射管(1)和线阵摄像头采集模块(3)之间的滤光片(8)；
所述数据处理模块(6)还用于在放置所述滤光片(8)时，获取到每个像素的强度值，计算出第二光强平均值，根据所述第一光强平均值和第二光强平均值，计算并得到所述滤光片(8)的透光率，所述第一光强平均值为未放置滤光片(8)时，根据获取到的每个像素的强度值计算出来的光强平均值。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括设置于旋转装置(7)四周且与主控模块(4)相连的LED接收管(9)；
所述主控模块(4)还用于控制所述旋转装置(7)将所述LED接收管(9)旋转至LED发射管(1)正前方；
所述LED接收管(9)用于对LED发射管(1)发出的光进行探测并采集图像数据；
所述主控模块(4)还用于接收所述LED接收管(9)采集到的图像数据，通过数据传输模块(5)传输到所述数据处理模块(6)；
所述数据处理模块(6)用于接收通过所述数据传输模块(5)传输的图像数据，计算并得到LED接收管(9)的光灵敏度。
5.根据权利要求3或4所述的设备，其特征在于，所述设备还包括与所述主控模块(4)相连的测量模式选择模块(10)，用于根据需要测量的光学参数进行测量模式的选择。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，
所述旋转装置(7)呈圆形转盘设置，与所述主控模块(4)相连，用于安装固定线阵摄像头采集模块(3)，并通过LED夹具(11)固定LED发射管(1)和LED接收管(9)；根据主控模块(4)发送的控制命令带动所述线阵摄像头采集模块(3)和LED接收管(9)旋转。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，
所述旋转装置(7)通过步进电机驱动旋转。
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| CN102967449A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-03-13 | 广东威创视讯科技股份有限公司 | 一种用于led灯管光源检测的装置及方法 |
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