CN104101428A - 光度模块、手持光度计及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的光度模块、手持光度计及其测量方法，通过将光度模块与数字移动终端分体设置，光度模块与数字移动终端为相互独立的两个部分，将光度模块的采样输出传输到数字移动终端计算光谱信息，并将计算结果通过数字移动终端输出，提高了手持光度计的可移动性，且光度模块可以跟多个或多种数字移动终端配合使用，进一步提高了光度模块、手持光度计的通用性和可移动性。

Description

光度模块、手持光度计及其测量方法

技术领域

本发明涉及一种光测量领域，特别是一种测量光参数的光度模块、分体设置的手持光度计及其测量方法。

背景技术

随着光源及照明应用技术的飞速发展，光源与照明灯具生产制造、照明应用工程与设计等领域企业对光谱分析及光色检测设备的经济性、便携性要求越来越高，同时随着人民生活水平的提高，人们越来越关注光环境与照明对自身生活以及身体健康的影响。

传统设备可以实现光环境与照明、光谱分析以及光色参数的高精度测量，但该类设备造价高、笨重且效率低，一般适用于专业检测实验室或光源以及照明灯具生产线等地方。为了实现测量设备的小型化，市面上出现了一些手持式光谱仪，实现了测量设备的小型化和可移动功能，这种手持式光谱仪可随手拿到现场进行测量，不需要将被测物搬到实验室，减少了测量成本。但是，手持式光谱仪毕竟还是有一定的体积大小，当需要随身携带到生产线以外的地方进行光谱测量时，还是会有些不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光度模块、手持光度计及其测量方法，通过将手持光度计的光度模块和数字移动终端分体设置，光度模块和数字移动终端为相互独立的两个部分光度模块的采样输出传输到数字移动终端计算光谱信息，并将计算结果通过数字移动终端输出，提高了手持光度计的可移动性，方便携带。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光度模块，所述光度模块的输出传输到数字移动终端，所述光度模块包括以下部件：取光单元，所述取光单元输入端接收被测光并输出采样光线；处理单元，所述处理单元输入端接收采样光线，并对采样光线处理转换后输出相应的电信号；控制单元，所述控制单元输入端连接处理单元输出端并接收上述电信号；传输单元，所述传输单元输入端连接控制单元输出端，所述传输单元输出到数字移动终端。采样被测光并将采样光线转换成对应的电信号，该电信号传输到到数字移动终端。因此，通过将光度模块设置成独立部分，与数字移动终端分体设置，提高了光度模块的可移动性，且光度模块可以跟多个或多种数字移动终端配合组成光度计，进一步提高了手持光度计的通用性和可移动性。其中，所述取光单元包括余弦校正器，所述余弦校正器设置在取光窗口处接收被测光并输出采样光线，在取光窗口处设置余弦校正器，测量各个方向的被测光。其中，所述处理单元包括：

入射狭缝，所述入射狭缝设置在取光单元出光侧，接收入射的采样光线，并输出一定强度的出射光，用于控制入射的采样光线的强度并起到光栏的作用；

光栅，所述光栅设置在入射狭缝出光侧，接收上述出射光并将其按照不同波长绕射成不同出射角度的出射光，起到色散作用；

反射镜，所述反射镜设置在光栅的出光侧，接收从光栅输出的出射光并将该出射光以90°折射角输出，在反射镜，将光线折射90°，从而使得光谱更薄；

光电二极管阵列，所述光电二极管阵列设置在反射镜的出光侧，将反射镜输出的光谱能量转换为相应的电信号，将采样光线转换成对应的电信号。

其中，所述控制单元包括A/D转换器和控制器，所述A/D转换器输入端接收处理单元输出的电信号，并将该电信号转换成对应的数字信号输出到控制器输入端，通过A/D转换器将处理单元输出的模拟电信号转换成数字信号输出给控制器。

其中，所述控制单元还包括存储器，所述存储器连接控制器的输出端。

其中，所述传输单元内置无线或有线通讯模块，传输单元可通过无线或有线方式与数字移动终端进行通讯。

其中，所述无线通讯模块为蓝牙、Wi-Fi、WLAN、GPRS、3G、4G、ZigBee或CDMA通讯模块，适用于配置不同无线通讯模块的数字移动终端。

本发明还提供一种手持光度计，包括前述的光度模块及数字移动终端，所述光度模块和数字移动终端分体设置；所述数字移动终端配有无线或有线通讯模块及显示模块和/或语音模块，所述光度模块的输出通过有线或无线通讯方式传输到数字移动终端。数字移动终端根据光度模块输出的数字信号计算光谱信息并在显示模块和/或语音模块输出计算结果，实现光度测量。

本发明还提供一种手持光度计的测量方法，包括以下步骤：

A、启动光度模块，光度模块与数字移动终端进行通讯配对验证；

B、从被测光中采集采样光线；

C、将采样光线转换相应的电信号；

D、将上述电信号转换成对应的数字信号，若光度模块与数字移动终端配对成功，该数字信号以有线或无线通讯方式发送到配对成功的数字移动终端；

E、数字移动终端根据接收到的数字信号计算光谱信息，并将光谱信息在数字移动终端的显示模块上进行显示，或者在语音模块中进行播报，在不方便查看显示屏时，也可以通过语音方式得到光谱信息。

其中，步骤D中，若光度模块与数字移动终端配对失败，光度模块将数字信号存储在存储器内，直到找到配对成功的数字移动终端，光度模块再将存储的数字信号输出到数字移动终端进行处理。

其中，所述无线通讯方式为蓝牙、Wi-Fi、WLAN、GPRS、3G、4G、ZigBee或CDMA，通讯方式灵活多样，适用于使用不同通讯方式的数字移动终端；所述配对验证是指有线连接成功或无线验证成功。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：将光度模块的采样输出传输到数字移动终端计算光谱信息，并将计算结果通过数字移动终端输出，通过将光度模块设置成独立部分，与数字移动终端分体设置，提高了手持光度计的可移动性，且光度模块可以跟多个或多种数字移动终端配合使用，进一步提高了手持光度计的通用性和可移动性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种手持光度计的结构示意图。

图2为本发明一种手持光度计的另一结构示意图。

图3为本发明一种手持光度计的使用示意图。

图4为本发明一种手持光度计的另一使用示意图。

图5为本发明一种手持光度计的又一结构示意图。

标号说明：

10.光度模块、20.数字移动终端、30.被测光、11.取光单元、12.处理单元、13.控制单元、14.传输单元、15.存储器、111.余弦校正器、112.取光窗口、121.入射狭缝、122.光栅、123.反射镜、124.光电二极管阵列、131.A/D转换器、132.控制器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图1和图2所示，光度模块10和数字移动终端20分体设置且为两个相互对立的部分。光度模块10的输出通过无线方式传输到配有无线通讯模块的数字移动终端20，例如广泛普及的智能手机、笔记本电脑、平板电脑或车载电脑等，这些数字移动终端20可随身携带且通常配有无线通讯模块。光度模块10中的取光单元11输入端接收被测光30并输出采样光线；处理单元12输入端接收采样光线，并对采样光线处理转换后输出相应的电信号；控制单元13输入端连接处理单元12输出端并接收上述电信号；传输单元14输入端连接控制单元13输出端，且传输单元14输出到数字移动终端20。采样被测光30并将采样光线转换成对应的电信号，该电信号转换成对应的数字信号后可传输到配对成功的数字移动终端20，数字移动终端20根据上述数字信号计算光谱信息，并数字移动终端20配备的显示模块或语音模块输出，其中配对成功是指光度模块10与数字移动终端20通过以无线通讯方式完成身份验证。因此，通过将与数字移动终端20配合工作的光度模块10设置成独立部分，将光度模块10测得的数据传给智能手机等数字移动终端20，这样就可以在测量现场快速专业的测得光的各项参数，如色坐标、色温、显色指数、照度等参数，为使用者提供现场的光环境，做出快速评判的依据，提高了手持光度计的可移动性，且价格只是传统实验室设备的几十分之一。

如图2所示，取光单元11内的余弦校正器111设置在取光窗口112处接收被测光30并输出采样光线。在取光窗口112处设置余弦校正器111，从而能测量各个方向的被测光30。处理单元12中的入射狭缝121，所述入射狭缝设置在取光单元11出光侧，接收入射的采样光线，并输出一定强度的出射光，入射狭缝121控制了入射的采样光线的强度同时起到光栏的作用。入射狭缝121出光侧设有光栅122，用于接收上述出射光并将其按照不同波长绕射成不同出射角度的出射光，起到色散作用。反射镜123设置在光栅122的出光侧，接收从光栅122输出的出射光并将该出射光以90°折射角输出，经反射镜123将光线折射90°，从而使得光谱更薄，减小了光度模块10的厚度，光度模块10可以制成如火柴盒般大小，便于随身携带。设置在反射镜123出光侧的光电二极管阵列124将反射镜123输出的光谱能量转换为相应的电信号，即将采样光线转换成对应的电信号。控制单元13中的A/D转换器131输入端接收处理单元12输出的电信号，并将该电信号转换成对应的数字信号输出到控制器132输入端，即将模拟电信号转换成数字信号后给到控制器132。传输单元14内置蓝牙、Wi-Fi、WLAN、GPRS、3G、4G、ZigBee或CDMA无线通讯模块，控制器132将接收到的数字信号通过无线通讯模块传输到数字移动终端20。

如图3所示，光度模块10可以跟智能手机、笔记本电脑、平板电脑等多个或多种数字移动终端20配合使用，只要光度模块10与各数字移动终端20均配对成功，光度模块10就可以向各数字移动终端20输出电信号，从而光度模块10可以跟测量现场中的某一个或多个数字移动终端20配合工作，进一步提高了手持光度计的可移动性和通用性。

如图4所示，多个光度模块10可与一个数字移动终端20配合使用，只要各光度模块10均与该数字移动终端20均配对成功，各光度模块10就可以向该数字移动终端20输出电信号，从而一个数字移动终端20与多个光度模块10可组成多个手持光度计，节约了测量成本。

本实施例中，光度模块10的输出也可以通过有线方式传输到数字移动终端20，只要将光度模块10与数字移动终端20通过数据线连接，若连接成功即光度模块10与数字移动终端20配对成功，适用于仅配置有线数据模块的数字移动终端20。另外，如图5所示，光度模块10内还可设置与控制器132输出端连接的存储器15，当测量现场没有可用的数字移动终端20时，光度模块10需要输出的数字信号可以存储在该存储器15内，直到找到配对成功的数字移动终端20后，光度模块10再将存储的数字信号输出到数字移动终端20进行后续处理，输出成功后删除存储的数字信号，进一步增加了光度计的灵活性。

实际应用时，本发明提供的手持光度计的测量过程为：启动光度模块10，光度模块10与数字移动终端20进行通讯配对验证；从被测光中采集采样光线；将采样光线进行强度控制、色散处理及90°折射处理后转成换相应的电信号；将该电信号转换成对应的数字信号，若光度模块10与数字移动终端20配对成功，该数字信号以有线或无线通讯方式发送到配对成功的数字移动终端20，若光度模块10与数字移动终端20配对失败，光度模块10将数字信号存储在存储器15内，直到找到配对成功的数字移动终端20，光度模块10再将存储的数字信号输出到数字移动终端20进行处理；数字移动终端20根据接收到的数字信号计算色坐标、色温、显色指数、照度等光谱信息，并将计算得到的光谱信息在数字移动终端20的显示模块上进行显示，或者在语音模块中进行播报，两种结果呈现方式，在不方便查看显示屏时，也可以通过语音方式得到光谱信息。其中，所述无线通讯方式为蓝牙、Wi-Fi、WLAN、GPRS、3G、4G、ZigBee或CDMA，适应各种数字移动终端20，且配对验证是指有线连接成功或无线验证成功。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光度模块，所述光度模块(10)的输出传输到数字移动终端(20)，其特征在于，所述光度模块(10)包括以下部件：

取光单元(11)，所述取光单元(11)输入端接收被测光并输出采样光线；

处理单元(12)，所述处理单元(12)输入端接收采样光线，并对采样光线处理转换后输出相应的电信号；

控制单元(13)，所述控制单元(13)输入端连接处理单元(12)输出端并接收上述电信号；

传输单元(14)，所述传输单元(14)输入端连接控制单元(13)输出端，所述传输单元(14)的输出为光度模块(10)的输出。

2.根据权利要求1所述的光度模块，其特征在于，所述取光单元(11)包括余弦校正器(111)，所述余弦校正器(111)通过固定件设置在取光窗口(112)处接收被测光并输出采样光线。

3.根据权利要求1或2所述的光度模块，其特征在于，所述处理单元(12)包括：

入射狭缝(121)，所述入射狭缝(121)设置在取光单元(11)出光侧，接收入射的采样光线，并输出一定强度的出射光。光栅(122)，所述光栅(122)设置在入射狭缝(121)出光侧，接收上述出射光并将其按照不同波长绕射成不同出射角度的出射光；

反射镜(123)，所述反射镜(123)设置在光栅(122)的出光侧，接收从光栅(122)输出的出射光并将该出射光以90°折射角输出(在通过此镜，将光线折射90°，以便使光谱更薄)；

光电二极管阵列(124)，所述光电二极管阵列(124)设置在反射镜(123)的出光侧，将反射镜(123)输出的光谱能量转换为相应的电信号。

4.根据权利要求1所述的光度模块，其特征在于，所述控制单元(13)包括A/D转换器(131)和控制器(132)，所述A/D转换器(131)输入端接收处理单元(12)输出的电信号，并将该电信号转换成对应的数字信号输出到控制器输入端。

5.根据权利要求4所述的光度模块，其特征在于，所述控制单元(13)还包括存储器(15)，所述存储器(15)连接控制器(132)的输出端。

6.根据权利要求1所述的光度模块，其特征在于，所述传输单元(14)内置无线或有线通讯模块。

7.根据权利要求6所述的光度模块，其特征在于，所述无线通讯模块为蓝牙、Wi-Fi、WLAN、GPRS、3G、4G、ZigBee或CDMA通讯模块。

8.一种手持光度计，包括如权利要求1、2、4、5或6中任一项所述的光度模块(10)及数字移动终端(20)，所述光度模块(10)和数字移动终端(20)分体设置；所述数字移动终端(20)配有无线或有线通讯模块及显示模块和/或语音模块，所述光度模块(10)的输出通过有线或无线通讯方式传输到数字移动终端(20)。

9.一种如权利要求8所述的手持光度计的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、启动光度模块(10)，光度模块(10)与数字移动终端(20)进行通讯配对验证；

B、从被测光中采集采样光线；

C、将采样光线转换相应的电信号；

D、将上述电信号转换成对应的数字信号，若光度模块(10)与数字移动终端(20)配对成功，该数字信号以有线或无线通讯方式发送到配对成功的数字移动终端(20)；E、数字移动终端(20)根据接收到的数字信号计算光谱信息，并将光谱信息在数字移动终端(20)的显示模块上进行显示，或者在语音模块中进行播报。

10.根据权利要求9所述的手持光度计的测量方法，其特征在于，步骤D中，若光度模块(10)与数字移动终端(20)配对失败，光度模块(10)将数字信号存储在存储器(15)内，直到找到配对成功的数字移动终端(20)，光度模块(10)再将存储的数字信号输出到数字移动终端(20)进行处理。