CN104374545A - 光纤成像式快速光参数测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光参数测试仪，用于光源或反射物发出光参数角度分布的测量，其中包含一个半圆形光纤固定架，多根光纤的一端排列在光纤固定架上，发光物体位于光纤固定架的圆心位置，由光纤接收光源向各个方向发射的光线。光纤的另一端排列成阵列并且位于一个平面上，经过光学系统成像在一个图像传感器上，由图像传感器探测光纤采集及传出的光信号，图像传感器的像素位置与光纤所在的位置对应，从而与被测物的发光角度对应，被测物固定于一个旋转装置，可以进行360度旋转，完成光参数分布的快速测试。

Description

光纤成像式快速光参数测试仪

技术领域：

本发明涉及快速光纤成像式光参数分布测试仪。

背景技术：

发光体光参数分布的测试，及物体表面光学特性的测试是相关产品性能检验的重要步骤，目前的检验中通常采用三维扫描方法，改变待测物与探测器之间的角度关系来实现，检测速度慢，抑制了生产过程中产品的在线检测自动化，并且由于存在运动件，降低了系统的稳定性和工作寿命。因此迫切需要能够对光分布进行快速测试的方法和仪器。

发明内容：

本发明提供一种高速度、性能优良的光纤成像式光参数测试仪。

本发明的光纤成像式光参数分布测试仪，包括被测物，半圆形光纤固定架，光纤，光纤组成的光纤束，光纤束固定架，成像光学系统，图像传感器，数据处理系统，照明光源。其中的光源或反射物1位于半圆形光纤固定架2的圆心位置，光纤3的一端固定于光纤固定架2，并且其端面位于一个以发光体1为圆心的半圆面上，光纤3由固定架引出，形成光纤束4，光纤束4的另一端紧密排列由光纤束固定架5固定，其端面位于一个平面401上，401通过光学系统6与CCD7形成物象共轭关系，CCD7接收到光纤上的光强分布，转换为电信号，由数据处理系统8进行处理。

附图说明：

图1是光纤成像式光分布测试仪测试光源的系统构成示意图；

图2是光纤成像式光分布测试仪测试反射物的系统构成示意图；

图3是光纤束二维排布示意图；

图4是光纤束一维排布示意图；

图5是呈半圆形的光纤探头支架示意图。

具体说明：

以下结合附图，具体而不限制地说明本发明。

图1是光纤成像式光分布测试仪测试光源的系统构成示意图。光源1发出的光分布于半球形空间内，光源1布置于半球形光纤架2的球心处，光纤3的一端固定于光纤固定架2上，且多根光纤3组成光纤束4，所有光纤固定在光纤架2的这一端的端面处于一个球面上，球面的球心即光源1的中心。则1发出的位于半球空间的光线，由光纤束4接收，每根光纤对应于光源的一个发光角度。光纤束4的另一端紧密排列并由光纤束固定架5固定，其端面位于一个平面401上，光源发出的每个方向的光经光纤束4形成401平面上的光强分布。平面401通过光学系统6与图像传感器7形成物象共轭关系，其光强分布被图像传感器7接收，即图像传感器7接收到光源的光强角分布，转换为电信号，由数据处理系统8进行处理。

图2是光纤成像式光分布测试仪测试反射面的系统构成示意图。照明光源9经过光纤固定架2的窗口入射到反射物1上，被反射后的光分布于半球形空间内，反射面1布置于半球形光纤架2的球心处，光纤3的一端固定于光纤固定架2上，且多根光纤3组成光纤束4，所有光纤固定在光纤架2的这一端的端面处于一个球面上，球面的球心即反射面1的中心。则反射面1反射出的位于半球空间的光线，由光纤束4接收，每根光纤对应于光源的一个发光角度。光纤束4的另一端紧密排列并由光纤束固定架5固定，其端面位于一个平面401上，反射面发出的每个方向的光经光纤束4形成401平面上的光强分布。平面401通过光学系统6与图像传感器7形成物象共轭关系，其光强分布被图像传感器7接收，即图像传感器7接收到反射面的光强角分布，转换为电信号，由数据处理系统8进行处理。

图3是光纤束二维排布示意图。光纤3被光纤固定架5固定，形成光纤束阵列4，该阵列上的光强分布即被测物各个方向的光分布，形成一幅颜色和灰度变化的图像，将其通过光学系统成像至图像传感器，从而获得被测物的光分布特性。

图4是光纤束按一维方式排布的示意图，可以通过一维扫描或线阵CCD进行被测物光分布特性的获取。

图5是光纤探头的支架示意图，呈半圆形，其上圆孔用于安装光纤3形成的探头，圆孔的距离根据光探测的角分辨率设定，可一次完成180度范围内光分布的测定。配合被测物本身的转动，完成半球空间的光分布测试。

Claims (7)

1.一种光纤成像式光参数分布测试仪，包括被测物1，半圆形光纤固定架2，光纤3组成的光纤束4，光纤束固定架5，成像光学系统6，图像传感器7，数据处理系统8：其中的光源1位于半圆形光纤固定架2的圆心位置，光纤3的一段固定于光纤固定架2，并且其端面位于一个以发光体1为球心的球面上，光纤3由固定架引出，形成光纤束4，光纤束4的另一端紧密排列由光纤束固定架5固定，其端面位于一个平面401上，401通过光学系统6与图像传感器7形成物象共轭关系，图像传感器7接收到光纤上的光强分布，转换为电信号，由数据处理系统8进行处理。

2.根据权利要求1所述的光纤成像式光参数分布测试仪，其特征是被测物1为发光光源。

3.根据权利要求1所述的光纤成像式光参数分布测试仪，其特征是被测物1为一个反射面，并包含一个照明光源9，其中的被测物1位于半圆形光纤固定架2的球心位置，光纤3的一端固定于光纤固定架2，并且其端面位于一个以发光体1为圆心的柱面上，光纤3由固定架引出，形成光纤束4，光纤束4的另一端紧密排列由光纤束固定架5固定，其端面位于一个平面401上，401通过光学系统6与图像传感7形成成像关系，图像传感器7接收到光纤上的光强分布，转换为电信号，由数据处理系统8进行处理，照明光源9通过光纤固定架2上的一个窗口入射到反射物1，反射物1反射的光线由光纤3收集。

4.根据权利要求1所述的光纤成像式光参数分布测试仪，其特征是包含一个旋转装置10，被测物1固定在旋转装置10上，旋转装置10使光源1能够绕光纤固定架2的中心线转动。

5.根据权利要求1所述的光纤成像式光参数分布测试仪，其特征是其中光纤束4中的多组光纤3布置为线性排列，其中的图像传感器7为线阵图像传感器。

6.根据权利要求1所述的光纤成像式光参数分布测试仪，其特征是其中光纤束4中的多组光纤3布置为二维排列，其中的图像传感器7为面阵图像传感器。

7.根据权利要求1所述的光纤成像式光参数分布测试仪，其特征是其中光纤束4中的多组光纤3布置为线性排列，其中的图像传感器7为面阵图像传感器，其中的光学系统6包含一个色散元件，是每根光纤传出的光色散后成像到面阵CCD上。