CN106546325A - 一种光度学测试的光谱校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光度学测试的光谱校正方法，该方法通过光谱校正装置实现，所述装置包括主探头测试模块，附属探头校正模块，标准光源，计算处理模块和外接显示模块。主探头测试模块和附属探头校正模块直接接受待测光照射，由主探头将接收到的光信号转化为电信号，输出给计算处理模块，与标准光源照射下的信号对比，得到经过标准光源校准但未经光谱校正的光度学参数测量值；附属探头校正模块接受光信号后，由多探头对可见光范围内的光谱进行分段光电积分，输出电信号给计算处理模块，得到一个新的校正系数，对未经光谱校正的测量值进行校正，从而得到一个更准确的光度学测量结果，由外接显示模块显示。该方法大大提高了LED等离散光谱光源光度测量的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及光学测量领域，特别是涉及一种光度学测试的光谱校正方法。
背景技术
在光度学测量领域，光电探测器的光谱响应曲线与人眼视觉函数的不匹配一直是影响光度学测量准确度的重要问题。人眼对不同波长的光具有不同的刺激响应，将这样的响应随波长的关系进行归一化就是我们通常所说的视觉函数。只有当人工的光电探测器的光谱灵敏度曲线与人眼视觉函数曲线接近一致的时候，光度学测量的结果才是较为准确的，否则就会有很大的光谱失配误差。然而，探测器的光谱响应与人眼视觉函数难以做到一致甚至是接近，光谱匹配误差很难通过修正探测器灵敏度曲线来得到提高。
目前光度学测量过程大多由标准光源定标，给出已知光度学参数（光通量、光强、光亮度等）的标准光源下的电信号，再由待测光源给予光信号，获得相应的待测光源下的电信号，两者相比，可得到待测光源光度学参数测量值。标准光源大多为连续光谱光源，所以当待测光源是与标准光源光谱分布较为接近的连续光谱时，两者相比，光谱失配误差可以做得比较小，因此光谱失配误差在传统光源测试领域没有引起很大的问题。然而LED的光谱是独立的窄光谱，探测器在该波长的失配误差将完全反映到LED的光度学测量结果中，尤其是在红光和蓝光区域，失配误差可能达到50%以上。因此，对探测器光谱修正的传统方法已经不能满足LED光度测量准确性的需求。
发明内容
本发明主要提供一种光度学测试的光谱校正方法，利用多探测器计算校正系数，对光度参数测量结果进行校正，提高LED等离散光谱光源的光度测量准确性。
本发明实施例公开了如下技术方案：
本发明提出的一种光度学测试的光谱校正方法，所述方法由光谱校正装置实现，所述光谱校正装置包括主探头测试模块、附属探头校正模块、标准光源、计算处理模块和外接显示模块，附属探头校正模块2布置于主探头测试模块1周围，计算机处理模块3放置于主探头测试模块1和附属探头校正模块2之后，并与外接显示设备5以有线或无线的方式连接；其中：
所述标准光源用于提供标准光信号；
所述主探头测试模块用于接收标准光信号与待测光信号；
所述附属探头校正模块用于对待测光源进行光谱校正，由多探头对可见光范围内的光谱进行分段光电积分，以获得待测光源的光谱分布，从而计算得到其光度参数的校正系数；
所述计算处理模块用于对多个电信号进行运算处理，给出校正后的测量值；
所述外接显示模块用于显示最终测量结果；
具体步骤如下：
（１）点亮已知光度学参数的标准光源，使主探头测试模块将接收到的光信号转化为电信号并将该电信号传输给计算处理模块；
（２）关闭标准光源，采用待测光源替换标准光源，点亮待测光源后，主探头测试模块和附属探头校正模块同时接收到待测光源的光信号，并将该光信号转换为相应的新的电信号，主探头测试模块将得到的新的电信号传输给计算处理模块，同时计算处理模块接收到附属探头模块给出的电信号，计算出校正系数，从而计算出待测光源经过校正后的光通量测量值；其中：为已知的标准光源光通量；
，
为标准光源的光谱功率分布，是主探头测试模块探头的相对光谱响应，是人眼视觉函数曲线，为待测光源的光谱功率分布，由附属探头校正模块对不同波长范围内光谱能量积分近似获得。
本发明中，主探头测试模块为一个已经经过光谱修正、余弦修正的光电转换器件，光谱响应范围涵盖整个可见光范围（380nm-780nm）。
本发明中，标准光源为光谱在可见光波段内连续并且已知的光源。
本发明中，附属探头校正模块由多个光电转换器件组成，数量不少于8个，每个光电转换器件分别对可见光范围内的某一特定波长范围进行光电积分。
本发明中，附属探头校正模块的光电转换器件位于主探头测试模块周围，如可以采用环带状分布，且对主探头测试模块的测量无干扰。
本发明的有益效果在于；本发明的主探头测试模块和附属探头校正模块直接接受待测光照射，由主探头将接收到的光信号转化为电信号，输出给计算处理模块，与标准光源照射下的信号对比，得到经过标准光源校准但未经光谱校正的光度学参数测量值；附属探头校正模块接受光信号后，由多探头对可见光范围内的光谱进行分段光电积分，输出电信号给计算处理模块，得到一个新的校正系数，对未经光谱校正的测量值进行校正，从而得到一个更准确的光度学测量结果，由外接显示模块显示。该方法大大提高了LED等离散光谱光源光度测量的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种光度学测试的光谱校正方法探头示意图；
图2为本发明实施例提供的一种光度学测试的光谱校正方法探头示意图；
图3为本发明实施例提供的一种光度学测试的光谱校正方法探头截面示意图；
图4为本发明实施例提供的一种光度学测试的光谱校正方法标准光源工作示意图；
图5为本发明实施例提供的一种光度学测试的光谱校正方法光源测试示意图；
图中标号：1是主探头测试模块，2是附属探头校正模块，3是计算处理模块，4是标准光源，5是外接显示模块，6是待测光源。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例１：参照图1、图2、图3、图4和图5所示，其显示出了本发明所述的光谱校正方法之主要结构，具体包含主探头测试模块1，附属探头校正模块2，计算处理模块3，标准光源4，外接显示模块5。附属探头校正模块2布置在主探头测试模块1周围，包括但不仅限于图1和图2两种结构；计算机处理模块3放置于主探头测试模块1和附属探头校正模块2之后，与外接显示设备5以有线或无线方式连接。
下面举一例测试待测光源光通量的实例来说明本实施例光谱校正的工作原理：首先点亮已知光度学参数（光通量、光谱功率分布等）的标准光源4，使主探头测试模块1将接收到的光信号转化为电信号传输给计算处理模块3，如图3所示；然后关闭标准光源4，用待测光源6替换标准光源4，如图4所示，点亮后，主探头测试模块1和附属探头校正模块2同时接收到待测光源6的光信号，进行相应的光电转换，主探头测试模块1将新的电信号传输给计算处理模块3，同时计算处理模块3接收到附属探头模块2给出的电信号，计算出校正系数,从而计算出待测光源经过校正后的光通量测量值。
特别地，本发明实施过程中涉及到的标准光源和待测光源的入射距离和入射角度问题，需要对标准光源和待测光源的位置做出相关安置，并且配合相关光学元器件对光源出射光线进行相关光学设计，这是所有测试方法里均涉及的基本问题，不属于光谱校正的范畴，故本发明申请保护范围不涵盖相关内容。
Claims (5)
1.一种光度学测试的光谱校正方法，其特征在于，所述方法由光谱校正装置实现，所述光谱校正装置包括主探头测试模块、附属探头校正模块、标准光源、计算处理模块和外接显示模块，附属探头校正模块布置于主探头测试模块周围，计算机处理模块放置于主探头测试模块和附属探头校正模块之后，并与外接显示设备以有线或无线的方式连接；其中：
所述标准光源用于提供标准光信号；
所述主探头测试模块用于接收标准光信号与待测光信号；
所述附属探头校正模块用于对待测光源进行光谱校正，由多探头对可见光范围内的光谱进行分段光电积分，以获得待测光源的光谱分布，从而计算得到其光度参数的校正系数；
所述计算处理模块用于对多个电信号进行运算处理，给出校正后的测量值；
所述外接显示模块用于显示最终测量结果；
具体步骤如下：
（１）点亮已知光度学参数的标准光源，使主探头测试模块将接收到的光信号转化为电信号并将该电信号传输给计算处理模块；
（２）关闭标准光源，采用待测光源替换标准光源，点亮待测光源后，主探头测试模块和附属探头校正模块同时接收到待测光源的光信号，并将该光信号转换为相应的新的电信号，主探头测试模块将得到的新的电信号传输给计算处理模块，同时计算处理模块接收到附属探头模块给出的电信号，计算出校正系数，从而计算出待测光源经过校正后的光通量测量值；其中：为已知的标准光源光通量；
，
为标准光源的光谱功率分布，是主探头测试模块探头的相对光谱响应，是人眼视觉函数曲线，为待测光源的光谱功率分布，由附属探头校正模块对不同波长范围内光谱能量积分近似获得。
2.根据权利要求1所述的光度学测试的光谱校正方法，其特征在于，主探头测试模块为一个已经经过光谱修正、余弦修正的光电转换器件，光谱响应范围涵盖整个可见光范围（380nm-780nm）。
3.根据权利要求1所述的光度学测试的光谱校正方法，其特征在于，标准光源为光谱在可见光波段内连续并且已知的光源。
4.根据权利要求1所述的光度学测试的光谱校正方法，其特征在于，附属探头校正模块由多个光电转换器件组成，数量不少于8个，每个光电转换器件分别对可见光范围内的某一特定波长范围进行光电积分。
5.根据权利要求4所述的光度学测试的光谱校正方法，其特征在于，附属探头校正模块的光电转换器件位于主探头测试模块周围，如可以采用环带状分布，且对主探头测试模块的测量无干扰。
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