CN109632098B - 小型发光体空间光辐射测量方法、系统以及光纤传像束 - Google Patents

小型发光体空间光辐射测量方法、系统以及光纤传像束 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小型发光体空间光辐射测量方法、系统以及光纤传像束,属于光学辐射测量领域,本发明包括发光体固定装置、光纤传像束和光谱信息采集装置,所述小型发光体安装在所述发光体固定装置上,所述小型发光体的中心光轴与所述光纤传像束的中心轴线重合,所述小型发光体向空间各方向发出的光线射向所述光纤传像束的输入面,上述光线通过所述光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出,所述光谱信息采集装置采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,得到所述小型发光体向空间各方向辐射的光谱分布信息。本发明可以快速地采集、快速定性分析小型发光体的空间光辐射信息,操作方式简便、设备体积较小、使用方便。

Description

小型发光体空间光辐射测量方法、系统以及光纤传像束
技术领域
本发明涉及光学辐射测量领域,特别是指一种小型发光体空间光辐射测量方法、系统以及光纤传像束。
背景技术
现有技术采用如下方法测量发光体的光谱特性:将显示设备固定,测试探头安装在三维旋转运动的机械臂上,在机械装置的控制下三维旋转运动的测试探头从多个视角和方位角分时采集数据。
这种测量方法需要光探测器设备多次启动和停止,机械上很难对启动和停止时的位置进行精确定位,因此,测量角度准确度低,并且长期重复性很难保证。而且,该方法适用于测试灯具等远场光学特性,测试探头与灯具之间有足够的空间距离,可以方便的调节测试探头的视角和方位角,但是在测试小型发光体时,由于测试探头与显示设备之间的空间距离很小,很难调节测试探头的视角和方位角,测试复杂并且准确度更低。另外该测量方法在测量过程中耗时很长,特别是在测量角度间隔较小的时候,测量频次更多,测量时间更长。该种测量方式不能满足需要进行大量多频次试验的快速光谱测量。
中国专利文献CN 107907212 A公开了一种空间光谱辐射测量方法以及空间光谱辐射测量系统,在一个采光面罩上设置若干光导,通过光导将被测光源向空间各方向上发散的光线传导在光导汇总屏上集中输出。该专利适用于测试灯具等远场光学特性,采光面罩有足够大的表面积,采光面罩与灯具之间有足够的空间距离,有足够的空间在采光面罩上布置多个光导输入面。但是在测试微小型发光体时(直径小于5mm),由于待测试位置距离微小型发光体空间距离很小,无法在这微小的尺度上设置采光面罩,即使设置了采光面罩,由于采光面罩的尺寸很小,也无法在采光面罩上设置多个光导。因此,该种测试方法不能进行微小型发光体空间光辐射的测量。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种小型发光体空间光辐射测量方法、系统以及光纤传像束,本发明可以快速地采集、快速定性分析小型发光体的空间光辐射信息,操作方式简便、设备体积较小、使用方便。
本发明提供技术方案如下:
第一方面,本发明提供一种小型发光体空间光辐射测量方法,包括发光体固定装置、光纤传像束和光谱信息采集装置,其中:
所述小型发光体安装在所述发光体固定装置上,所述小型发光体的中心光轴与所述光纤传像束的中心轴线重合,所述小型发光体向空间各方向发出的光线射向所述光纤传像束的输入面,上述光线通过所述光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出,所述光谱信息采集装置采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,得到所述小型发光体向空间各方向辐射的光谱分布信息。
进一步的,所述发光体固定装置与光纤传像束输入面之间的距离根据测量需求可以精确调整。
进一步的,所述光纤传像束是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件。
进一步的,所述光谱信息采集装置为平面光谱信息测量设备,所述平面光谱信息测量设备与所述光纤传像束的输出面间隔一定距离。
进一步的,所述光纤传像束为柱形,所述光纤传像束中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输入面和输出面均为垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
进一步的,所述光纤传像束的输入端为锥形,输出端为柱形,所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述顶点为圆心加工而成的圆弧面,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
进一步的,所述光纤传像束为锥形,所述光纤传像束中每根光纤为锥形并且每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为以所述顶点为圆心,以第一半径加工而成的圆弧面,所述光纤传像束的输出面为以所述顶点为圆心,以第二半径加工而成的圆弧面,所述第二半径大于第一半径。
进一步的,所述光谱信息采集装置为固态图像传感器,所述固态图像传感器紧密耦合在所述光纤传像束的输出面上,所述固态图像传感器采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,所述固态图像传感器把采集到的光谱信息转换为按时序输出的表示光谱信息的电信号,对该电信号进行数字处理,得到所述小型发光体向空间各方向辐射的光谱分布信息。
进一步的,所述光纤传像束的输入端为锥形,输出端为柱形,所述输入端和输出端之间为锥形过渡部,所述锥形过渡部的直径从输入端到输出端逐渐变小;
所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述顶点为圆心加工而成的圆弧面;
所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光纤传像束的输出面的面积与所述固态图像传感器的光线接收面积相适应。
进一步的,所述光纤传像束的输入端和输出端均为柱形,所述输入端中每根光纤的中心线相互平行,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输入面和输出面均为垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光纤传像束的输出面的面积与所述固态图像传感器的光线接收面积相适应,并且所述光纤传像束的输出面的面积小于输入面的面积。
进一步的,在测量小型发光体空间光辐射信息之前,通过光源对光源的光线射出的特定空间角度与光纤传像束输出面光线输出的特定平面坐标位置的对应关系进行一一标定。
进一步的,所述光源为激光器,在特定位置上的发光体固定装置上安装激光器,以一定的角度间隔,确定所述激光器向各个方向射出的激光束的空间角度,所述激光束通过所述光纤传像束的传导后在光纤传像束的输出面的特定平面坐标位置上输出,记录所述激光束的射出空间角度以及所述激光束在光纤传像束的输出面的平面坐标位置,对各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后在光纤传像束的输出面的平面坐标位置进行一一标定。
进一步的,在测量小型发光体空间光辐射信息之前,通过光源对光纤传像束传输各个空间角度射出的光线的衰减系数进行一一标定。
进一步的,所述光源为激光器,在特定位置上的发光体固定装置上安装激光器,以一定的角度间隔,确定所述激光器向各个方向射出的激光束的空间角度,所述激光束通过所述光纤传像束的传导后在光纤传像束的输出面的特定平面坐标位置上输出,记录所述激光束的射出空间角度、所述激光束在光纤传像束的输出面的平面坐标位置、所述激光束的射出光谱数据以及所述激光束在光纤传像束的输出面输出的光谱数据,对各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后的衰减系数进行一一标定。
第二方面,本发明提供一种小型发光体空间光辐射测量系统,包括小型发光体、发光体固定装置、光纤传像束和光谱信息采集装置,其中:
所述小型发光体安装在所述发光体固定装置上,所述小型发光体的中心光轴与所述光纤传像束的中心轴线重合,所述小型发光体向空间各方向发出的光线射向所述光纤传像束的输入面,上述光线通过所述光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出,所述光谱信息采集装置采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,得到所述小型发光体向空间各方向辐射的光谱分布信息。
进一步的,所述发光体固定装置与光纤传像束输入面之间的距离根据测量需求可以精确调整。
进一步的,所述光纤传像束是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件。
进一步的,所述光谱信息采集装置为平面光谱信息测量设备,所述平面光谱信息测量设备与所述光纤传像束的输出面间隔一定距离。
进一步的,所述光纤传像束为柱形,所述光纤传像束中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输入面和输出面均为垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
进一步的,所述光纤传像束的输入端为锥形,输出端为柱形,所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述顶点为圆心加工而成的圆弧面,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
进一步的,所述光纤传像束为锥形,所述光纤传像束中每根光纤为锥形并且每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为以所述顶点为圆心,以第一半径加工而成的圆弧面,所述光纤传像束的输出面为以所述顶点为圆心,以第二半径加工而成的圆弧面,所述第二半径大于第一半径。
进一步的,所述光谱信息采集装置为固态图像传感器,所述固态图像传感器紧密耦合在所述光纤传像束的输出面上,所述固态图像传感器采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,所述固态图像传感器把采集到的光谱信息转换为按时序输出的表示光谱信息的电信号,对该电信号进行数字处理,得到所述小型发光体向空间各方向辐射的光谱分布信息。
进一步的,所述光纤传像束的输入端为锥形,输出端为柱形,所述输入端和输出端之间为锥形过渡部,所述锥形过渡部的直径从输入端到输出端逐渐变小;
所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述顶点为圆心加工而成的圆弧面;
所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光纤传像束的输出面的面积与所述固态图像传感器的光线接收面积相适应。
进一步的,所述光纤传像束的输入端和输出端均为柱形,所述输入端中每根光纤的中心线相互平行,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输入面和输出面均为垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光纤传像束的输出面的面积与所述固态图像传感器的光线接收面积相适应,并且所述光纤传像束的输出面的面积小于输入面的面积。
第三方面,本发明提供一种用于测量小型发光体空间光辐射的光纤传像束,所述光纤传像束是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件;
所述光纤传像束的输入端为锥形,输出端为柱形,所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述顶点为圆心加工而成的圆弧面,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
第四方面,本发明提供一种用于测量小型发光体空间光辐射的光纤传像束,所述光纤传像束是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件;
所述光纤传像束的输入端为锥形,输出端为柱形,所述输入端和输出端之间为锥形过渡部,所述锥形过渡部的直径从输入端到输出端逐渐变小;
所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述顶点为圆心加工而成的圆弧面;
所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
第五方面,本发明同一种用于测量小型发光体空间光辐射的光纤传像束,所述光纤传像束是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件;
所述光纤传像束的输入端和输出端均为柱形,所述输入端中每根光纤的中心线相互平行,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输入面和输出面均为垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光纤传像束的输出面的面积小于输入面的面积。
第六方面,本发明提供一种用于测量小型发光体空间光辐射的光纤传像束,所述光纤传像束是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件;
所述光纤传像束的输入端为棱锥形,输出端为四棱柱形,所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于一脊线,该脊线垂直于该光纤传像束的中心轴线,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述脊线为中心轴加工而成的圆柱面,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
第七方面,本发明提供一种小型平面发光体空间光辐射测量方法,包括平面发光体固定装置、遮光装置、光纤传像束和光谱信息采集装置,其中,所述小型平面发光体安装在所述发光体固定装置上,所述遮光装置的透光孔的中心光轴与所述光纤传像束的中心轴线重合,所述遮光装置安放在小型平面发光体与光纤传像束的输入面之间,所述小型平面发光体向空间各个方向发出的光线通过遮光装置的透光孔射向所述光纤传像束的输入面,上述光线通过所述光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出,所述光谱信息采集装置采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,按确定的位置使得小型平面发光体和遮光装置相对移动,让小型平面发光体不同位置的发光像素点发出的光线通过遮光装置的透光孔射向光纤传像束的输入面,从而得到所述小型平面发光体不同平面位置的发光像素点向空间各方向辐射的光谱分布信息。
进一步的,所述遮光装置与光纤传像束输入面之间的距离根据测量需求可以精确调整,所述遮光装置的透光孔的大小可以根据测量需求调整。
进一步的,所述光纤传像束是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件。
进一步的,所述光谱信息采集装置为平面光谱信息测量设备,所述平面光谱信息测量设备与所述光纤传像束的输出面间隔一定距离。
进一步的,所述光纤传像束为柱形,所述光纤传像束中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输入面和输出面均为垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
进一步的,所述光纤传像束的输入端为锥形,输出端为柱形,所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述顶点为圆心加工而成的圆弧面,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
进一步的,所述光纤传像束为锥形,所述光纤传像束中每根光纤为锥形并且每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为以所述顶点为圆心,以第一半径加工而成的圆弧面,所述光纤传像束的输出面为以所述顶点为圆心,以第二半径加工而成的圆弧面,所述第二半径大于第一半径。
进一步的,所述光谱信息采集装置为固态图像传感器,所述固态图像传感器紧密耦合在所述光纤传像束的输出面上,所述固态图像传感器采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,所述固态图像传感器把采集到的光谱信息转换为按时序输出的表示光谱信息的电信号,对该电信号进行数字处理,得到所述小型平面发光体向空间各方向辐射的光谱分布信息。
进一步的,所述光纤传像束的输入端为锥形,输出端为柱形,所述输入端和输出端之间为锥形过渡部,所述锥形过渡部的直径从输入端到输出端逐渐变小;
所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述顶点为圆心加工而成的圆弧面;
所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光纤传像束的输出面的面积与所述固态图像传感器的光线接收面积相适应。
进一步的,所述光纤传像束的输入端和输出端均为柱形,所述输入端中每根光纤的中心线相互平行,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输入面和输出面均为垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光纤传像束的输出面的面积与所述固态图像传感器的光线接收面积相适应,并且所述光纤传像束的输出面的面积小于输入面的面积。
进一步的,在测量小型平面发光体空间光辐射信息之前,通过光源对光源的光线射出的特定空间角度与光纤传像束输出面光线输出的特定平面坐标位置的对应关系进行一一标定。
进一步的,所述光源为激光器,在特定位置上的遮光装置的透光孔位置安装激光器,以一定的角度间隔,确定所述激光器向各个方向射出的激光束的空间角度,所述激光束通过所述光纤传像束的传导后在光纤传像束的输出面的特定平面坐标位置上输出,记录所述激光束的射出空间角度以及所述激光束在光纤传像束的输出面的平面坐标位置,对各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后在光纤传像束的输出面的平面坐标位置进行一一标定。
进一步的,在测量小型平面发光体空间光辐射信息之前,通过光源对光纤传像束传输各个空间角度射出的光线的衰减系数进行一一标定。
进一步的,所述光源为激光器,在特定位置上的遮光装置的透光孔位置安装激光器,以一定的角度间隔,确定所述激光器向各个方向射出的激光束的空间角度,所述激光束通过所述光纤传像束的传导后在光纤传像束的输出面的特定平面坐标位置上输出,记录所述激光束的射出空间角度、所述激光束在光纤传像束的输出面的平面坐标位置、所述激光束的射出光谱数据以及所述激光束在光纤传像束的输出面输出的光谱数据,对各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后的衰减系数进行一一标定。
进一步的,所述遮光装置为光圈。
第八方面,本发明提供一种小型平面发光体弧形边缘区域空间光辐射测量方法,包括平面发光体固定装置、遮光装置、光谱信息采集装置和第六方面所述的光纤传像束,其中,所述小型平面发光体安装在所述发光体固定装置上,所述遮光装置的长条透光缝的中心线与光纤传像束的输入面圆柱面的中心轴重合,所述遮光装置安放在小型平面发光体与光纤传像束的输入面之间,小型平面发光体边缘区域发出的光线通过遮光装置的长条透光缝射向所述光纤传像束的输入面,上述光线通过所述光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出,所述光纤传像束的输出面为垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光谱信息采集装置采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,按确定的位置使得小型平面发光体的弧形边缘区域和遮光装置相对移动,让小型平面发光体弧形边缘区域不同位置的发光像素点发出的光线通过遮光装置的长条透光缝射向光纤传像束的输入面,从而得到所述小型平面发光体弧形边缘区域不同位置的发光像素点向空间方向辐射的光谱分布信息。
进一步的,所述遮光装置与光纤传像束输入面之间的距离根据测量需求可以精确调整,所述遮光装置的长条透光缝的宽窄和长度可以根据小型平面发光体弧形边缘区域的大小以及与光纤传像束输入面的距离大小进行调整。
进一步的,所述遮光装置为弹性不透明材料;或者,所述遮光装置为硬质不透明材料,所述遮光装置的形状为弧形柱面。
进一步的,在测量小型平面发光体弧形边缘区域空间光辐射信息之前,通过光源对光源的光线射出的特定空间角度与光纤传像束输出面光线输出的特定平面坐标位置的对应关系进行一一标定。
进一步的,所述光源为激光器,在特定位置上的遮光装置的长条透光缝位置安装激光器,以一定的角度和距离间隔,确定所述激光器在长条透光缝的各个位置上向各个方向射出的激光束的空间角度,所述激光束通过所述光纤传像束的传导后在光纤传像束的输出面的特定平面坐标位置上输出,记录所述激光束的位置和射出空间角度以及所述激光束在光纤传像束的输出面的平面坐标位置,对各个位置上各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后在光纤传像束的输出面的平面坐标位置进行一一标定。
进一步的,在测量小型平面发光体弧形边缘区域空间光辐射信息之前,通过光源对光纤传像束传输各个空间角度射出的光线的衰减系数进行一一标定。
进一步的,所述光源为激光器,在特定位置上的遮光装置的长条透光缝位置安装激光器,以一定的角度和距离间隔,确定所述激光器在长条透光缝的各个位置上向各个方向射出的激光束的空间角度,所述激光束通过所述光纤传像束的传导后在光纤传像束的输出面的特定平面坐标位置上输出,记录所述激光束的位置和射出空间角度、所述激光束在光纤传像束的输出面的平面坐标位置、所述激光束的射出光谱数据以及所述激光束在光纤传像束的输出面输出的光谱数据,对各个位置上各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后的衰减系数进行一一标定。
本发明具有以下有益效果:
本发明根据小型发光体的具体测量要求,调整小型发光体与光纤传像束的输入面的空间距离,让小型发光体向空间方向发出的光线,射向光纤传像束的输入面,通过光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出小型发光体的光谱信息,光谱信息采集装置采集光纤传像束输出面输出的光谱信息,得到小型发光体空间方向辐射的光谱分布信息,从而可以快速定性分析小型发光体的空间光辐射信息,为小型发光体的产品生产、产品质量控制提供了快速检测方法。
附图说明
图1为实施例一的光纤传像束立体图;
图2为实施例一的光纤传像束剖面图;
图3为实施例二的光纤传像束立体图;
图4为实施例二的光纤传像束剖面图;
图5为实施例三的光纤传像束剖面图;
图6为实施例四的光纤传像束剖面图;
图7为实施例五的光纤传像束剖面图;
图8为实施例六的光纤传像束剖面图;
图9为实施例六的光纤传像束立体图;
图10-16为实施例七、八的示意图;
图17为实施例七的标定的方法示意图;
图18为天顶角和方位角示意图;
图19、20为实施例九的示意图;
图21、22为实施例十的示意图;
图23、24为实施例十的标定方法示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明中,小型发光体是对微小型光源的统称,这类光源的尺寸较小,如单个的LED灯点,平面显示设备上的一个或一小块区域的若干个像素点等,这类光源不能通过背景技术中的方法测量其空间光辐射,在本发明中,小型发光体特指直径小于5mm的发光体或发光部分。本发明所述的光辐射包括可见光辐射,红外线辐射,紫外线辐射等。
本发明提供多种实施例的光纤传像束,这些光纤传像束用于测量小型发光体空间光辐射,光纤传像束是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件。下面给出光纤传像束的几个具体实施例。
实施例一:
本实施例提供一种用于测量小型发光体空间光辐射的光纤传像束100,如图1、2所示。本实施例的光纤传像束100为柱形,柱形光纤传像束100的两端分别为输入端120和输出端130,光纤传像束100中每根光纤110的中心线相互平行,光纤传像束100的输入面140和输出面150均为垂直于光纤传像束100中心轴线170的平面,输入面140位于输入端120,输出面150位于输出端130。本实施例的光纤传像束为柱形,柱形可以是圆柱,棱柱等,本发明中,圆柱和棱柱的高度可以比较小,类似片状,也认为是柱形。图1、2给出的是圆柱的示例,输入面和输出面均与光纤传像束的中心轴线垂直,使得所有光纤110的输入端面(光纤位于输入面上的截面)和输出端面(光纤位于输出面上的截面)均垂直于光纤110的中心线,也就是垂直于光纤的传导方向,这是必须的。如果不垂直,由于光线在空气和光纤中的折射率不同,部分角度的光线可能不能从输入面进入光纤,进入光纤的部分角度的光线也可能不能从输出面射出光纤,导致测量不准确。
本实施例的光纤传像束的加工方法如下:
将众多光纤按照相互平行的方式紧密排列好后,经拉丝热压复合制成柱形光纤复合棒,该光纤复合棒中各处光纤的数量不发生变化,两端面的面积相同。对该柱形光纤复合棒两端面加工出输入面和输出面,可得到本实施例的光纤传像束。光纤直径可以根据不同用途需求选择不同直径大小。
本实施例的光纤传像束结构简单,加工方便。本实施例用于测量小型发光体空间光辐射,在测量时,根据小型发光体的具体测量要求,调整小型发光体与光纤传像束的输入面的空间距离,让小型发光体向空间方向发出的光线,射向光纤传像束的输入面,通过光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出小型发光体的光谱信息,使用平面光谱信息测量设备采集光纤传像束输出面输出的光谱信息,得到小型发光体空间方向辐射的光谱分布信息,从而可以快速定性分析小型发光体的空间光辐射信息,为小型发光体的产品生产、产品质量控制提供了快速检测方法。
实施例二:
本实施例提供另一种用于测量小型发光体空间光辐射的光纤传像束200,如图3、4所示。本实施例的光纤传像束200的输入端220为锥形,可以为圆锥形或棱锥型,输出端230为柱形,可以为圆柱形或棱柱型,图3、4给出的是圆柱形和圆锥形的示例,输入端220中每根光纤210直径逐渐变细,每根光纤210的中心线在光纤传像束200的输入端220相交于位于光纤传像束200的中心轴线上的一个顶点260,光纤传像束200的输入面240为在光纤传像束200的输入端220以顶点260为圆心加工而成的圆弧面,输出端230中每根光纤210的中心线相互平行,光纤传像束200的输出面250为在光纤传像束200的输出端230并垂直于光纤传像束200中心轴线270的平面。
本实施例的结构使得所有光纤的输入端面和输出端面均垂直于光纤的中心线,也就是垂直于光纤的传导方向,这是必须的。如果不垂直,由于光线在空气和光纤中的折射率不同,部分角度的光线可能不能从输入面进入光纤,进入光纤的部分角度的光线也可能不能从输出面射出光纤,导致测量不准确。
本实施例的光纤传像束的加工方法如下:
将众多光纤按照相互平行的方式紧密排列好后,经拉丝热压复合制成柱形光纤复合棒,该光纤复合棒中各处光纤的数量不发生变化,两端面的面积相同。
将光纤复合棒悬吊在管式电炉的中心,控制电炉缓慢升温。当处在高温段的光纤复合棒达到软化温度后,在下端牵引力作用下,拉伸光纤复合棒,光纤复合棒一端逐渐变细,形成锥形部位,未加热拉伸的部分仍然是柱形。在锥形一端,定位出锥形的顶点,以顶点为圆心,以合适的半径加工出输入面,对柱形部位的端面加工出输出面,得到本实施例的光纤传像束。
本实施例的测量方法与实施例一的方法相同,与实施例一相比,本实施例由于输入面为弧面,小型发光体发出的光线更容易进入光纤,并且可以采集大于等于±90空间辐射范围的光线,采集范围广。
实施例三:
本实施例提供另一种用于测量小型发光体空间光辐射的光纤传像束300,如图5所示。本实施例的光纤传像束300为锥形,可以为圆锥形或棱锥型,图5给出的是圆锥形的示例,锥形光纤传像束300的小端为输入端320,大端为输出端330,光纤传像束中300每根光纤310为锥形并且每根光纤直径逐渐变细,每根光纤310的中心线相交于位于光纤传像束300的中心轴线370上的一个顶点360,光纤传像束的输入面340为以顶点360为圆心,以第一半径加工而成的圆弧面,光纤传像束的输出面350为以顶点360为圆心,以第二半径加工而成的圆弧面,第二半径大于第一半径,输入面340位于输入端320,输出面350位于输出端330。
本实施例的结构使得所有光纤的输入端面和输出端面均垂直于光纤的中心线,也就是垂直于光纤的传导方向,这是必须的。如果不垂直,由于光线在空气和光纤中的折射率不同,部分角度的光线可能不能从输入面进入光纤,进入光纤的部分角度的光线也可能不能从输出面射出光纤,导致测量不准确。
本实施例的光纤传像束的加工方法如下:
将众多光纤按照相互平行的方式紧密排列好后,经拉丝热压复合制成柱形光纤复合棒,该光纤复合棒中各处光纤的数量不发生变化,两端面的面积相同。
将光纤复合棒悬吊在管式电炉的中心,控制电炉缓慢升温。当处在高温段的光纤复合棒达到软化温度后,在下端牵引力作用下,拉伸光纤复合棒,光纤复合棒一端逐渐变细,形成锥形部位。在锥形一端,定位出锥形的顶点,以顶点为圆心,以第一半径加工出输入面,以第二半径加工出输出面,得到本实施例的光纤传像束。
本实施例的测量方法与实施例一的方法相同,与实施例一相比,本实施例由于输入面为弧面,小型发光体发出的光线更容易进入光纤,并且可以采集大于等于±90空间辐射范围的光线,采集范围广。
本实施例是在实施例二切下来的部分上,再进行切割,得到互为同心圆的输入面和输出面。由于光纤束价格很贵,本实施例可以充分利用光纤束,但是,由于本示例的输出面为弧面,对弧面的采集效果不如平面,本实施例的测量准确度较实施例二较差,但是如果用于定性分析,完全可以胜任。
实施例四:
本实施例提供另一种用于测量小型发光体空间光辐射的光纤传像束400,如图6所示。本实施例的光纤传像束400的输入端420为锥形,可以为圆锥形或棱锥型,输出端430为柱形,可以为圆柱形或棱柱型,图6给出的是圆柱形和圆锥形的示例,输入端420和输出端430之间为锥形过渡部470,锥形过渡部470的直径从输入端到输出端逐渐变小;
输入端420中每根光纤410直径逐渐变细,每根光纤410的中心线在光纤传像束400的输入端相交于位于光纤传像束400的中心轴线480上的一个顶点460,光纤传像束400的输入面440为在光纤传像束400的输入端420以顶点460为圆心加工而成的圆弧面;
输出端430中每根光纤410的中心线相互平行,光纤传像束400的输出面450为在光纤传像束400的输出端430并垂直于光纤传像束400中心轴线的平面。
本实施例的光纤传像束的加工方法如下:
将众多光纤按照相互平行的方式紧密排列好后,经拉丝热压复合制成柱形光纤复合棒,该光纤复合棒中各处光纤的数量不发生变化,两端面的面积相同。
将光纤复合棒水平安装在电炉的中心,对光纤复合棒两端进行牵引并使纤复合棒饶水平轴线旋转,控制电炉缓慢升温,对光纤复合棒中间进行分段加热,光纤复合棒中间各段加热部位逐渐变细、变长,形成光纤复合棒粗柱--细柱—粗柱—细柱—细柱的结构形状,从细柱部位切开,对切开的细柱形部位的端面加工出输出面。输入面的加工方法同实施例二,得到本实施例的光纤传像束。
本实施例用于测量小型发光体空间光辐射,在测量时,根据小型发光体的具体测量要求,调整小型发光体与光纤传像束的输入面的空间距离,让小型发光体向空间方向发出的光线,射向光纤传像束的输入面,通过光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出小型发光体的光谱信息,固态图像传感器紧密耦合在光纤传像束输出面上,采集输出面上输出的光谱信息,固态图像传感器把采集到的光谱信息转换为按时序输出的表示光谱信息的电信号,对该电信号进行数字处理,得到小型发光体空间方向辐射的光谱分布信息,从而可以快速定性分析小型发光体的空间光辐射信息,为小型发光体的产品生产、产品质量控制提供了快速检测方法。
本实施例与实施例一至实施例三不同之处在于,本实施例使用固态图像传感器采集光纤传像束的输出面输出的光谱信息,而非是施例一至实施例三中的使用平面光谱信息测量设备。本实施例将固态图像传感器紧密耦合到光纤传像束的输出面上,使光纤传输束与固态图像传感器紧密结合成一个部件,结构简单,使用方便。
由于光纤传像束的输出面一般比固态图像传感器大,为了使得固态图像传感器匹配光纤传像束的输出面,本实施例通过锥形过渡部使得输出面缩小,以适应固态图像传感器的尺寸,光纤传像束的输出面的面积与固态图像传感器的光线接收面积相适应。
本实施例的结构使得所有光纤的输入端面和输出端面均垂直于光纤的中心线,也就是垂直于光纤的传导方向,但是光纤的输出端面垂直于光纤的中心线不是必须的。因为本实施例在使用时,输出面与固态图像传感器紧密耦合,光线射到输出面上之后直接被固态图像传感器接收,不存在部分角度的光线不能从输出面射出光纤的情况。本实施例使得所有光纤的输入端面和输出端面均垂直于光纤的中心线,如果固态图像传感器与光纤传像束的输出面没有很好地紧密耦合,或者使用过程中有松动,也不会影响测量结果。
实施例五:
本实施例提供另一种用于测量小型发光体空间光辐射的光纤传像束500,如图7所示。本实施例的光纤传像束500的输入端520和输出端530均为柱形,可以为圆柱形或棱柱型,图7给出的是圆柱形的示例,输入端520中每根光纤510的中心线相互平行,输出端530中每根光纤510的中心线相互平行,光纤传像束的输入面540和输出面550均为垂直于光纤传像束500中心轴线570的平面,光纤传像束的输出面550的面积小于输入面540的面积。可以通过类似实施例四的锥形过渡部实现,也可以使用其他结构实现。
本实施例的光纤传像束的加工方法如下:
将众多光纤按照相互平行的方式紧密排列好后,经拉丝热压复合制成柱形光纤复合棒,该光纤复合棒中各处光纤的数量不发生变化,两端面的面积相同。
将光纤复合棒悬吊在管式电炉的中心,控制电炉缓慢升温,对光纤复合棒中间进行加热,对光纤复合棒两端进行牵引,使光纤复合棒中间逐渐变细、变长,形成光纤复合棒两端是粗柱而中间是细柱的结构形状,从细柱部位切开,对切开的细柱形部位的端面加工出输出面,对粗柱形部位的端面加工出输入面,得到本实施例的光纤传像束。
本实施例的测量方法与实施例四的方法相同,快速定性分析小型发光体的空间光辐射信息,为小型发光体的产品生产、产品质量控制提供了快速检测方法。
由于光纤传像束的截面一般比固态图像传感器大,为了使得固态图像传感器匹配光纤传像束的输出面,本实施例输出面的面积小于输入面的面积,以适应固态图像传感器的尺寸,光纤传像束的输出面的面积与固态图像传感器的光线接收面积相适应。
本实施例的结构使得所有光纤的输入端面和输出端面均垂直于光纤的中心线,也就是垂直于光纤的传导方向,但是光纤的输出端面垂直于光纤的中心线不是必须的。因为本实施例在使用时,输出面与固态图像传感器紧密耦合,光线射到输出面上之后直接被固态图像传感器接收,不存在部分角度的光线不能从输出面射出光纤的情况。本实施例使得所有光纤的输入端面和输出端面均垂直于光纤的中心线,如果固态图像传感器与光纤传像束的输出面没有很好地紧密耦合,或者使用过程中有松动,也不会影响测量结果。
实施例六:
本实施例提供另一种用于测量小型发光体空间光辐射的光纤传像束600,如图8、9所示。本实施例的光纤传像束600的输入端620为棱锥形,输出端630为四棱柱形,输入端620中每根光纤610直径逐渐变细,每根光纤610的中心线在光纤传像束600的输入端620相交于一脊线660,该脊线660垂直于该光纤传像束600的中心轴线670,光纤传像束的输入面640为在光纤传像束的输入端620以脊线660为中心轴加工而成的圆柱面,输出端630中每根光纤610的中心线相互平行,光纤传像束的输出面650为在光纤传像束的输出端630并垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
本实施例优选用于测量小型平面发光体(如手机屏幕等)弧形边缘区域的空间光辐射,测量时,根据小型发光体的具体测量要求,调整小型发光体与光纤传像束的输入面的空间距离,让小型平面发光体弧形边缘区域向空间方向发出的光线,射向光纤传像束的输入面,通过光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出小型发光体的光谱信息,通过平面光谱信息测量设备可以采集光纤传像束输出面输出的光谱信息,得到小型发光体空间方向辐射的光谱分布信息,从而可以快速定性分析小型发光体的空间光辐射信息。
实施例七:
本实施例提供一种小型发光体空间光辐射测量方法,如图10-16所示,本发明包括发光体固定装置10、光纤传像束100、200、300、400或500和光谱信息采集装置11或21,其中:
小型发光体12安装在发光体固定装置10上,小型发光体12的中心光轴与光纤传像束的中心轴线重合,小型发光体12向空间各方向发出的光线13射向光纤传像束的输入面140、240、340、440或540,上述光线13通过光纤传像束100、200、300、400或500的传导,在光纤传像束的输出面150、250、350、450或550上输出,光谱信息采集装置11或21采集光纤传像束的输出面输出的光谱信息,得到小型发光体12向空间各方向辐射的光谱分布信息。
本发明根据小型发光体的具体测量要求,调整小型发光体与光纤传像束的输入面的空间距离,让小型发光体向空间方向发出的光线,射向光纤传像束的输入面,通过光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出小型发光体的光谱信息,光谱信息采集装置采集光纤传像束输出面输出的光谱信息,得到小型发光体空间方向辐射的光谱分布信息,从而可以快速定性分析小型发光体的空间光辐射信息,为小型发光体的产品生产、产品质量控制提供了快速检测方法。
本发明中,为适应不同的测试需要,发光体固定装置10与光纤传像束输入面140、240、340、440或540之间的距离根据测量需求可以精确调整。距离越大,测量视角分辨率越高,可测量的视角范围越小。反之,距离越小,视角分辨率越低,可测量的视角范围越大。
本实施例的光纤传像束100、200、300、400或500是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件。
本实施例中,光谱信息采集装置可以有多种实现方式,不同实现方式的光谱信息采集装置对光纤传像束的要求不同,这里给出两个示例:
示例一:
如图10-14所示,本示例中,光谱信息采集装置为平面光谱信息测量设备11,平面光谱信息测量设备11与光纤传像束的输出面140、240或340间隔一定距离。平面光谱信息测量设备11采集光纤传像束的输出面150、250或350输出的光谱信息,得到小型发光体向空间各方向辐射的光谱分布信息。
本示例中,平面光谱信息测量设备与光纤传像束的输出面间隔一定距离,即光纤传像束的输出面的光纤需要射出纤传像束的输出面进入空气中,然后被平面光谱信息测量设备采集。本示例要求光纤传像束中光纤的输入端面和输出端面均垂直于光纤的中心线,也就是垂直于光纤的传导方向,如果不垂直,由于光线在空气和光纤中的折射率不同,部分角度的光线可能不能从输入端进入光纤,进入光纤的部分角度的光线可能不能从输出端射出光纤,导致测量不准确。
本示例的光纤传像束可以有多种形式,包括但不限于实施例一至三所示的光纤传像束。
本示例的光纤传像束的加工工艺如下:
第一步,众多光纤按照一定规则紧密排列好后,经拉丝热压复合制成光纤复合棒,该光纤复合棒中单根光纤的数量不发生变化,两端面积可发生变化,根据不同用途,两端面积可相同或不同,即在两个端面上光纤的直径相同或不同,对该硬质光纤复合棒两端面进行加工处理,可得到不同用途的光纤传像束,光纤直径根据不同用途需求选择不同直径大小。
第二步,将光纤复合棒悬吊在管式电炉的中心,控制电炉缓慢升温。当处在高温段的光纤复合棒达到软化温度后,在下端牵引力作用下,拉伸光纤复合棒,光纤复合棒一端逐渐变细,形成锥形部位,对该硬质锥形光纤复合棒两端面进行加工处理,可得到不同用途的锥形光纤传像束。
示例二:
如图15、16所示,本示例中,光谱信息采集装置为固态图像传感器21,固态图像传感器21紧密耦合在光纤传像束的输出面450或550上,固态图像传感器21采集光纤传像束的输出面450或550输出的光谱信息,固态图像传感器21把采集到的光谱信息转换为按时序输出的表示光谱信息的电信号,对该电信号进行数字处理,得到小型发光体22向空间各方向辐射的光谱分布信息,固态图像传感器优选为CCD或CMOS传感器。
本示例与示例一不同之处在于,本示例使用固态图像传感器采集光纤传像束的输出面输出的光谱信息,而非是示例一中的使用平面光谱信息测量设备。本示例将固态图像传感器紧密耦合到光纤传像束的输出面上,使光纤传输束与固态图像传感器紧密结合成一个部件,结构简单,使用方便。
本示例的光纤传像束是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件。
本示例要求光纤的输入端面垂直于光纤的中心线,但不严格要求光纤的输出端面垂直于光纤的中心线,因为本示例在使用时,输出面与固态图像传感器紧密耦合,光线射到输出面上之后直接被固态图像传感器接收,不存在部分角度的光线不能从输出面射出光纤的情况。本示例优选使得所有光纤的输入端面和输出端面均垂直于光纤的中心线,如果固态图像传感器与光纤传像束的输出面没有很好地紧密耦合,或者使用过程中有松动,也不会影响测量结果。
本示例的光纤传像束可以有多种形式,包括但不限于实施例四或五所示的光纤传像束。由于光纤传像束的输出面一般比固态图像传感器大,为了使得固态图像传感器匹配光纤传像束的输出面,光纤传像束的具体结构优选为示例四或实施例五所示,通过锥形过渡部使得输出面缩小,以适应固态图像传感器的尺寸,光纤传像束的输出面的面积与固态图像传感器的光线接收面积相适应。
本示例的光纤传像束的加工工艺如下:
第一步,众多光纤按照一定规则紧密排列好后,经拉丝热压复合制成光纤复合棒,该光纤复合棒中单根光纤的数量不发生变化,两端面积可发生变化,根据不同用途,两端面积可相同或不同,即在两个端面上光纤的直径相同或不同,对该硬质光纤复合棒两端面进行加工处理,可得到不同用途的光纤传像束,光纤直径根据不同用途需求选择不同直径大小。
第二步,将光纤复合棒两端进行牵引,对光纤复合棒中间进行加热,使光纤复合棒中间逐渐变细、变长,形成光纤复合棒两端是粗柱而中间是细柱的结构形状,针对该结的光纤复合棒两端面进行加工处理,可得到不同用途的出入、输出面积不同的光纤传像束。
前述的测量方法为粗略的定性分析,为使得定性分析更加精细,本实施例还可以包括标定方法,如果不进行标定,只能从整体上定性分析小型发光体的光辐射信息,或者粗略定性分析某一大片区域(方向)的光辐射信息。标定包括位置标定和衰减系数标定。
位置标定方法如下:
在测量小型发光体12空间光辐射信息之前进行位置标定,标定方法为:通过光源对光源的光线射出的特定空间角度与光纤传像束输出面光线输出的特定平面坐标位置的对应关系进行一一标定。其中,要求光源发出的光线方向性好,不容易发散。
光源优选为激光器14,在特定位置上的发光体固定装置10上安装激光器14,标定是对发光体固定装置在特定位置上时进行的,如果发光体固定装置的位置改变(即小型发光体与光纤传像束的输入面的距离改变),需要重新标定。
如图17所示,以实施例二所示的光纤传像束200为例,以一定的角度间隔,确定激光器14向各个方向射出的激光束15的空间角度,激光束15通过光纤传像束200的传导后在光纤传像束的输出面250的特定平面坐标位置251上输出,记录激光束15的射出空间角度以及激光束15在光纤传像束的输出面250的平面坐标位置,对各个空间角度射出的光线通过光纤传像束200后在光纤传像束的输出面250的平面坐标位置进行一一标定。
激光束的空间角度以天顶角和方位角表示,如图18所示,OP为激光束的射出方向,θ为天顶角,
Figure BDA0001949482390000231
为方位角,标定时,首先固定方位角,以一定的角度间隔改变天顶角,逐一进行标定;然后以一定的角度间隔改变方位角,重复上述过程,完成各个空间角度的标定。
本发明的位置标定方法得到了各个空间角度的光线与光纤传像束的输出面的平面坐标位置的一一对应的关系,光纤传像束的输出面的某个平面坐标位置的光谱信息即为小型发光体在该平面坐标位置对应的空间角度上的辐射信息,本发明的位置标定方法使得定性分析更加精细。激光束的直径越细,定性分析的程度越精细,若激光束的直径足够细,并且对小型发光体空间光辐射的测量不要求非常精确,可以近似认为达到了定量分析的效果。
衰减系数标定方法如下:
在测量小型发光体12空间光辐射信息之前进行衰减系数标定,标定方法为:通过光源对光纤传像束传输各个空间角度射出的光线的衰减系数进行一一标定。
光源优选为激光器14,在特定位置上的发光体固定装置10上安装激光器14,标定是对发光体固定装置在特定位置上时进行的,如果发光体固定装置的位置改变(即小型发光体与光纤传像束的输入面的距离改变),需要重新标定。
如图17所示,以实施例二所示的光纤传像束200为例,以一定的角度间隔,确定激光器14向各个方向射出的激光束15的空间角度,激光束15通过光纤传像束200的传导后在光纤传像束的输出面250的特定平面坐标位置251上输出,记录激光束15的射出空间角度、激光束15在光纤传像束的输出面250的平面坐标位置、激光束15的射出光谱数据以及激光束15在光纤传像束的输出面250输出的光谱数据,对各个空间角度射出的光线通过光纤传像束200后的衰减系数进行一一标定。
激光束的空间角度以天顶角和方位角表示,如图18所示,OP为激光束的射出方向,θ为天顶角,
Figure BDA0001949482390000241
为方位角,标定时,首先固定方位角,以一定的角度间隔改变天顶角,逐一进行标定;然后以一定的角度间隔改变方位角,重复上述过程,完成各个空间角度的标定。
本发明的衰减系数标定方法得到了各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后的衰减系数,通过光纤传像束的输出面的某个平面坐标位置的光谱信息以及衰减系数即可计算得到小型发光体在该平面坐标位置对应的空间角度上的辐射信息。
实施例八:
本实施例提供一种与实施例七的方法对应的小型发光体空间光辐射测量系统,如图10-16所示,包括小型发光体12、发光体固定装置10、光纤传像束100、200、300、400或500和光谱信息采集装置11或21,其中:
小型发光体12安装在发光体固定装置10上,小型发光体12的中心光轴与光纤传像束的中心轴线重合,小型发光体12向空间各方向发出的光线13射向光纤传像束的输入面140、240、340、440或540,上述光线13通过光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面150、250、350、450或550输出,光谱信息采集装置11或21采集光纤传像束的输出面输出的光谱信息,得到小型发光体12向空间各方向辐射的光谱分布信息。
本发明根据小型发光体的具体测量要求,调整小型发光体与光纤传像束的输入面的空间距离,让小型发光体向空间方向发出的光线,射向光纤传像束的输入面,通过光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出小型发光体的光谱信息,光谱信息采集装置采集光纤传像束输出面输出的光谱信息,得到小型发光体空间方向辐射的光谱分布信息,从而可以快速定性分析小型发光体的空间光辐射信息,为小型发光体的产品生产、产品质量控制提供了快速检测方法。
本发明中,为适应不同的测试需要,发光体固定装置10与光纤传像束输入面140、240、340、440或540之间的距离根据测量需求可以精确调整。距离越大,测量视角分辨率越高,可测量的视角范围越小。反之,距离越小,视角分辨率越低,可测量的视角范围越大。
本实施例的光纤传像束100、200、300、400或500是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件。
本实施例中,光谱信息采集装置可以有多种实现方式,不同实现方式的光谱信息采集装置对光纤传像束的要求不同,给出的两个示例如实施例七的示例一和实例二所示。
前述的测量方法为粗略的定性分析,为使得定性分析更加精细,本实施例还可以包括标定方法,如果不进行标定,只能从整体上定性分析小型发光体的光辐射信息,或者粗略定性分析某一大片区域(方向)的光辐射信息。标定包括位置标定和衰减系数标定,标定方法如实施例七所示。
实施例九:
本发明还提供一种小型平面发光体空间光辐射测量方法,本发明的小型平面发光体为中小型的显示设备,包括手机屏幕、电脑屏幕、pad屏幕等,不包括大型的室外LED展板。
如图19、20所示,包括平面发光体固定装置30、遮光装置36、光纤传像束200、400和光谱信息采集装置11或21,其中:小型平面发光体32安装在发光体固定装置30上,遮光装置36的透光孔37的中心光轴与光纤传像束200、400的中心轴线重合,遮光装置36安放在小型平面发光体32与光纤传像束的输入面240、440之间,小型平面发光体32向空间各个方向发出的光线通过遮光装置36的透光孔37射向光纤传像束的输入面240、440,上述光线通过光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面250、450输出,光谱信息采集装置11或21采集光纤传像束的输出面输出的光谱信息,按确定的位置使得小型平面发光体和遮光装置相对移动,让小型平面发光体不同位置的发光像素点38发出的光线通过遮光装置的透光孔射向光纤传像束的输入面,从而得到小型平面发光体不同平面位置的发光像素点向空间方向辐射的光谱分布信息。
本发明用于测量小型平面发光体的空间光辐射,测量时,根据小型发光体的具体测量要求,调整小型平面发光体与光纤传像束的输入面的空间距离,让通光孔处的发光像素点向空间方向发出的光线,射向光纤传像束的输入面,通过光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出光谱信息,通过光谱信息采集装置可以采集光纤传像束输出面输出的光谱信息,移动小型平面发光体或遮光装置(光纤传像束和光谱信息采集装置随遮光装置一同移动),得到小型平面发光体不同平面位置的发光像素点向空间方向辐射的光谱分布信息,从而可以快速定性分析小型平面发光体的空间光辐射信息。
本发明中,为满足不同的测量需求,遮光装置36与光纤传像束输入面240、440之间的距离根据测量需求可以精确调整,遮光装置36的透光孔37的大小可以根据小型平面发光体32的面积大小以及遮光装置36与光纤传像束输入面的距离大小进行调整。
本实施例的光纤传像束100、200、300、400或500是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件。
本实施例中,光谱信息采集装置可以有多种实现方式,不同实现方式的光谱信息采集装置对光纤传像束的要求不同,这里给出两个示例:
示例一:
如图19所示,本示例中,光谱信息采集装置为平面光谱信息测量设备11,平面光谱信息测量设备11与光纤传像束的输出面240间隔一定距离。平面光谱信息测量设备11采集光纤传像束的输出面250输出的光谱信息,得到小型平面发光体32向空间各方向辐射的光谱分布信息。
本示例中,平面光谱信息测量设备与光纤传像束的输出面间隔一定距离,即光纤传像束的输出面的光纤需要射出纤传像束的输出面进入空气中,然后被平面光谱信息测量设备采集。本示例要求光纤传像束中光纤的输入端面和输出端面均垂直于光纤的中心线,也就是垂直于光纤的传导方向,如果不垂直,由于光线在空气和光纤中的折射率不同,部分角度的光线可能不能从输入端进入光纤,进入光纤的部分角度的光线可能不能从输出端射出光纤,导致测量不准确。
本示例的光纤传像束可以有多种形式,包括但不限于实施例一至三所示的光纤传像束。图19给出的是实施例二的光纤传像束,实施例一和实施例三类似。
本示例的光纤传像束的加工工艺如实施例七的示例一所示,此处不再赘述。
示例二:
如图20所示,本示例中,光谱信息采集装置为固态图像传感器41,固态图像传感器21紧密耦合在光纤传像束的输出面450上,固态图像传感器21采集光纤传像束的输出面450输出的光谱信息,固态图像传感器21把采集到的光谱信息转换为按时序输出的表示光谱信息的电信号,对该电信号进行数字处理,得到小型平面发光体42向空间各方向辐射的光谱分布信息,固态图像传感器优选为CCD或CMOS传感器。
本示例与示例一不同之处在于,本示例使用固态图像传感器采集光纤传像束的输出面输出的光谱信息,而非是示例一中的使用平面光谱信息测量设备。本示例将固态图像传感器紧密耦合到光纤传像束的输出面上,使光纤传输束与固态图像传感器紧密结合成一个部件,结构简单,使用方便。
本示例要求光纤的输入端面垂直于光纤的中心线,但不严格要求光纤的输出端面垂直于光纤的中心线,因为本示例在使用时,输出面与固态图像传感器紧密耦合,光线射到输出面上之后直接被固态图像传感器接收,不存在部分角度的光线不能从输出面射出光纤的情况。本示例优选使得所有光纤的输入端面和输出端面均垂直于光纤的中心线,如果固态图像传感器与光纤传像束的输出面没有很好地紧密耦合,或者使用过程中有松动,也不会影响测量结果。
本示例的光纤传像束可以有多种形式,包括但不限于实施例四或五所示的光纤传像束,图20给出的是实施例四的光纤传像束,实施例五的类似。由于光纤传像束的输出面一般比固态图像传感器大,为了使得固态图像传感器匹配光纤传像束的输出面,光纤传像束的具体结构优选为示例四或实施例五所示,通过锥形过渡部使得输出面缩小,以适应固态图像传感器的尺寸,光纤传像束的输出面的面积与固态图像传感器的光线接收面积相适应。
本示例的光纤传像束的加工工艺如实施例七的示例二所示,此处不再赘述。
前述的测量方法为粗略的定性分析,为使得定性分析更加精细,本实施例还可以包括标定方法,如果不进行标定,只能从整体上定性分析小型发光体的光辐射信息,或者粗略定性分析某一大片区域(方向)的光辐射信息。标定包括位置标定和衰减系数标定。标定时,激光器位于特定位置上的遮光装置的透光孔位置,具体标定方法如前述。
本发明中,遮光装置36可以为光圈,优选用于测量小型平面发光体的中间平面部分。
实施例十:
目前有些手机屏幕的边缘为弧形区域,为方便测量弧形边缘区域的空间光辐射测量方法,本发明还可以将遮光装置设置为弹性不透明材料,如弹性膜等,由于遮光装置具有弹性,可以施加一定的压力使得遮光装置与弧形边缘贴合,方便测量。
本发明还提供一种小型平面发光体弧形边缘区域空间光辐射测量方法,如图21、22所示,包括平面发光体固定装置50、遮光装置56、平面光谱信息测量设备51和实施例六所示的光纤传像束600,其中:小型平面发光体52安装在发光体固定装置50上,遮光装置56的长条透光缝57的中心线与光纤传像束的输入面640圆柱面的中心轴重合,遮光装置56安放在小型平面发光体52与光纤传像束600的输入面640之间,小型平面发光体52边缘区域发出的光线通过遮光装置56的长条透光缝57射向光纤传像束600的输入面640,上述光线通过光纤传像束600的传导,在光纤传像束600的输出面650输出,光纤传像束600的输出面650为垂直于光纤传像束600中心轴线的平面,平面光谱信息测量设备52采集光纤传像束600的输出面650输出的光谱信息,按确定的位置使得小型平面发光体52的弧形边缘区域和遮光装置56相对移动,让小型平面发光体52弧形边缘区域不同位置的发光像素点58发出的光线通过遮光装置56的长条透光缝57射向光纤传像束的输入面650,从而得到小型平面发光体42弧形边缘区域不同位置的发光像素点向空间方向辐射的光谱分布信息。
本发明用于测量小型平面发光体弧形边缘区域的空间光辐射,测量时,根据小型发光体的具体测量要求,调整小型平面发光体与光纤传像束的输入面的空间距离,让透光缝处的发光像素点向空间方向发出的光线,射向光纤传像束的输入面,通过光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出光谱信息,通过平面光谱信息测量设备可以采集光纤传像束输出面输出的光谱信息,一次性测量一条透光缝处的像素点的光谱分布信息,移动小型平面发光体或遮光装置(光纤传像束和平面光谱信息测量设备随遮光装置一同移动),得到小型平面发光体不同弧形边缘位置的发光像素点向空间方向辐射的光谱分布信息,从而可以快速定性分析小型平面发光体弧形边缘区域的空间光辐射信息。
本发明中,遮光装置与光纤传像束输入面之间的距离根据测量需求可以精确调整,遮光装置的长条透光缝的宽窄和长度可以根据小型平面发光体弧形边缘区域的大小以及与光纤传像束输入面的距离大小进行调整。
遮光装置优选为弹性不透明材料,由于遮光装置具有弹性,可以施加一定的压力使得遮光装置向光纤传像束输入面凹陷,使得小型平面发光的弧形边缘陷入输入面,能够测量辐射范围大于等于±90°的光线,并且方便弧形边缘区域和遮光装置相对移动。
遮光装置还可以为硬质不透明材料,遮光装置的形状为像输入面凹陷的弧形柱面,与小型平面发光体的弧形边缘区域配合。
本发明还包括与前述的标定方法类似的标定过程,其中:
位置标定方法如下:
在测量小型平面发光体弧形边缘区域空间光辐射信息之前,通过光源对光源的光线射出的特定空间角度与光纤传像束输出面光线输出的特定平面坐标位置的对应关系进行一一标定。
光源优选为激光器54,在特定位置上的遮光装置56的长条透光缝57位置安装激光器54,标定是对长条透光缝在特定位置上时进行的,如果长条透光缝的位置改变(即发光像素点与光纤传像束的输入面的距离改变),需要重新标定。
以一定的角度和距离间隔,确定激光器54在长条透光缝57的各个位置上向各个方向射出的激光束55的空间角度,激光束55通过光纤传像束600的传导后在光纤传像束的输出面650的特定平面坐标位置上输出,记录激光束55的位置和射出空间角度以及激光束在光纤传像束的输出面650的平面坐标位置,对各个位置上各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后在光纤传像束的输出面的平面坐标位置进行一一标定。
激光束的空间角度以角度α表示,激光束的位置以激光束在长条透光缝的位置表示(如距离长条透光缝某一端的距离),如图23、24所示,标定时,首先固定激光束在长条透光缝的位置,以一定的角度间隔改变角度α,逐一进行标定;然后以一定的距离间隔改变激光束在长条透光缝的位置,重复上述过程,完成各个距离和角度的标定。
衰减系数标定方法如下:
在测量小型平面发光体弧形边缘区域空间光辐射信息之前,通过光源对光纤传像束传输各个空间角度射出的光线的衰减系数进行一一标定。
光源优选为激光器54,在特定位置上的遮光装置56的长条透光缝57位置安装激光器54,标定是对长条透光缝在特定位置上时进行的,如果长条透光缝的位置改变(即发光像素点与光纤传像束的输入面的距离改变),需要重新标定。
以一定的角度和距离间隔,确定激光器54在长条透光缝57的各个位置上向各个方向射出的激光束55的空间角度,激光束55通过光纤传像束600的传导后在光纤传像束600的输出面650的特定平面坐标位置上输出,记录激光束55的位置和射出空间角度、激光束在光纤传像束的输出面650的平面坐标位置、激光束的射出光谱数据以及激光束在光纤传像束的输出面输出的光谱数据,对各个位置上各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后的衰减系数进行一一标定。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (40)

1.一种小型发光体空间光辐射测量方法,包括发光体固定装置、光纤传像束和光谱信息采集装置,其特征在于:
所述小型发光体安装在所述发光体固定装置上,所述小型发光体的中心光轴与所述光纤传像束的中心轴线重合,所述小型发光体向空间各方向发出的光线射向所述光纤传像束的输入面,上述光线通过所述光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出,所述光谱信息采集装置采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,得到所述小型发光体向空间各方向辐射的光谱分布信息;
在测量小型发光体空间光辐射信息之前,通过光源对光源的光线射出的特定空间角度与光纤传像束输出面光线输出的特定平面坐标位置的对应关系进行一一标定;
所述光源为激光器,在特定位置上的发光体固定装置上安装激光器,以一定的角度间隔,确定所述激光器向各个方向射出的激光束的空间角度,所述激光束通过所述光纤传像束的传导后在光纤传像束的输出面的特定平面坐标位置上输出,记录所述激光束的射出空间角度以及所述激光束在光纤传像束的输出面的平面坐标位置,对各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后在光纤传像束的输出面的平面坐标位置进行一一标定。
2.根据权利要求1所述的小型发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述发光体固定装置与光纤传像束输入面之间的距离根据测量需求可以精确调整。
3.根据权利要求1所述的小型发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光纤传像束是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件。
4.根据权利要求1所述的小型发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光谱信息采集装置为平面光谱信息测量设备,所述平面光谱信息测量设备与所述光纤传像束的输出面间隔一定距离。
5.根据权利要求4所述的小型发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光纤传像束为柱形,所述光纤传像束中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输入面和输出面均为垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
6.根据权利要求4所述的小型发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光纤传像束的输入端为锥形,输出端为柱形,所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述顶点为圆心加工而成的圆弧面,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
7.根据权利要求4所述的小型发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光纤传像束为锥形,所述光纤传像束中每根光纤为锥形并且每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为以所述顶点为圆心,以第一半径加工而成的圆弧面,所述光纤传像束的输出面为以所述顶点为圆心,以第二半径加工而成的圆弧面,所述第二半径大于第一半径。
8.根据权利要求1所述的小型发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光谱信息采集装置为固态图像传感器,所述固态图像传感器紧密耦合在所述光纤传像束的输出面上,所述固态图像传感器采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,所述固态图像传感器把采集到的光谱信息转换为按时序输出的表示光谱信息的电信号,对该电信号进行数字处理,得到所述小型发光体向空间各方向辐射的光谱分布信息。
9.根据权利要求8所述的小型发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光纤传像束的输入端为锥形,输出端为柱形,所述输入端和输出端之间为锥形过渡部,所述锥形过渡部的直径从输入端到输出端逐渐变小;
所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述顶点为圆心加工而成的圆弧面;
所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光纤传像束的输出面的面积与所述固态图像传感器的光线接收面积相适应。
10.根据权利要求8所述的小型发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光纤传像束的输入端和输出端均为柱形,所述输入端中每根光纤的中心线相互平行,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输入面和输出面均为垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光纤传像束的输出面的面积与所述固态图像传感器的光线接收面积相适应,并且所述光纤传像束的输出面的面积小于输入面的面积。
11.根据权利要求1-10任一所述的小型发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,在测量小型发光体空间光辐射信息之前,通过光源对光纤传像束传输各个空间角度射出的光线的衰减系数进行一一标定。
12.根据权利要求11所述的小型发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光源为激光器,在特定位置上的发光体固定装置上安装激光器,以一定的角度间隔,确定所述激光器向各个方向射出的激光束的空间角度,所述激光束通过所述光纤传像束的传导后在光纤传像束的输出面的特定平面坐标位置上输出,记录所述激光束的射出空间角度、所述激光束在光纤传像束的输出面的平面坐标位置、所述激光束的射出光谱数据以及所述激光束在光纤传像束的输出面输出的光谱数据,对各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后的衰减系数进行一一标定。
13.一种小型发光体空间光辐射测量系统,其特征在于,包括小型发光体、发光体固定装置、光纤传像束和光谱信息采集装置,其中:
所述小型发光体安装在所述发光体固定装置上,所述小型发光体的中心光轴与所述光纤传像束的中心轴线重合,所述小型发光体向空间各方向发出的光线射向所述光纤传像束的输入面,上述光线通过所述光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出,所述光谱信息采集装置采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,得到所述小型发光体向空间各方向辐射的光谱分布信息;
在测量小型发光体空间光辐射信息之前,通过光源对光源的光线射出的特定空间角度与光纤传像束输出面光线输出的特定平面坐标位置的对应关系进行一一标定;
所述光源为激光器,在特定位置上的发光体固定装置上安装激光器,以一定的角度间隔,确定所述激光器向各个方向射出的激光束的空间角度,所述激光束通过所述光纤传像束的传导后在光纤传像束的输出面的特定平面坐标位置上输出,记录所述激光束的射出空间角度以及所述激光束在光纤传像束的输出面的平面坐标位置,对各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后在光纤传像束的输出面的平面坐标位置进行一一标定。
14.根据权利要求13所述的小型发光体空间光辐射测量系统,其特征在于,所述发光体固定装置与光纤传像束输入面之间的距离根据测量需求可以精确调整。
15.根据权利要求13或14所述的小型发光体空间光辐射测量系统,其特征在于,所述光纤传像束是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件。
16.根据权利要求13所述的小型发光体空间光辐射测量系统,其特征在于,所述光谱信息采集装置为平面光谱信息测量设备,所述平面光谱信息测量设备与所述光纤传像束的输出面间隔一定距离。
17.根据权利要求16所述的小型发光体空间光辐射测量系统,其特征在于,所述光纤传像束为柱形,所述光纤传像束中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输入面和输出面均为垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
18.根据权利要求16所述的小型发光体空间光辐射测量系统,其特征在于,所述光纤传像束的输入端为锥形,输出端为柱形,所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述顶点为圆心加工而成的圆弧面,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
19.根据权利要求16所述的小型发光体空间光辐射测量系统,其特征在于,所述光纤传像束为锥形,所述光纤传像束中每根光纤为锥形并且每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为以所述顶点为圆心,以第一半径加工而成的圆弧面,所述光纤传像束的输出面为以所述顶点为圆心,以第二半径加工而成的圆弧面,所述第二半径大于第一半径。
20.根据权利要求13所述的小型发光体空间光辐射测量系统,其特征在于,所述光谱信息采集装置为固态图像传感器,所述固态图像传感器紧密耦合在所述光纤传像束的输出面上,所述固态图像传感器采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,所述固态图像传感器把采集到的光谱信息转换为按时序输出的表示光谱信息的电信号,对该电信号进行数字处理,得到所述小型发光体向空间各方向辐射的光谱分布信息。
21.根据权利要求20所述的小型发光体空间光辐射测量系统,其特征在于,所述光纤传像束的输入端为锥形,输出端为柱形,所述输入端和输出端之间为锥形过渡部,所述锥形过渡部的直径从输入端到输出端逐渐变小;
所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述顶点为圆心加工而成的圆弧面;
所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光纤传像束的输出面的面积与所述固态图像传感器的光线接收面积相适应。
22.根据权利要求20所述的小型发光体空间光辐射测量系统,其特征在于,所述光纤传像束的输入端和输出端均为柱形,所述输入端中每根光纤的中心线相互平行,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输入面和输出面均为垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光纤传像束的输出面的面积与所述固态图像传感器的光线接收面积相适应,并且所述光纤传像束的输出面的面积小于输入面的面积。
23.一种小型平面发光体空间光辐射测量方法,包括平面发光体固定装置、遮光装置、光纤传像束和光谱信息采集装置,其特征在于,所述小型平面发光体安装在所述发光体固定装置上,所述遮光装置的透光孔的中心光轴与所述光纤传像束的中心轴线重合,所述遮光装置安放在小型平面发光体与光纤传像束的输入面之间,所述小型平面发光体向空间各个方向发出的光线通过遮光装置的透光孔射向所述光纤传像束的输入面,上述光线通过所述光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出,所述光谱信息采集装置采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,按确定的位置使得小型平面发光体和遮光装置相对移动,让小型平面发光体不同位置的发光像素点发出的光线通过遮光装置的透光孔射向光纤传像束的输入面,从而得到所述小型平面发光体不同平面位置的发光像素点向空间各方向辐射的光谱分布信息;
在测量小型平面发光体空间光辐射信息之前,通过光源对光源的光线射出的特定空间角度与光纤传像束输出面光线输出的特定平面坐标位置的对应关系进行一一标定;
所述光源为激光器,在特定位置上的遮光装置的透光孔位置安装激光器,以一定的角度间隔,确定所述激光器向各个方向射出的激光束的空间角度,所述激光束通过所述光纤传像束的传导后在光纤传像束的输出面的特定平面坐标位置上输出,记录所述激光束的射出空间角度以及所述激光束在光纤传像束的输出面的平面坐标位置,对各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后在光纤传像束的输出面的平面坐标位置进行一一标定。
24.根据权利要求23所述的小型平面发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述遮光装置与光纤传像束输入面之间的距离根据测量需求可以精确调整,所述遮光装置的透光孔的大小可以根据测量需求调整。
25.根据权利要求23所述的小型平面发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光纤传像束是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件。
26.根据权利要求23所述的小型平面发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光谱信息采集装置为平面光谱信息测量设备,所述平面光谱信息测量设备与所述光纤传像束的输出面间隔一定距离。
27.根据权利要求26所述的小型平面发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光纤传像束为柱形,所述光纤传像束中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输入面和输出面均为垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
28.根据权利要求26所述的小型平面发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光纤传像束的输入端为锥形,输出端为柱形,所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述顶点为圆心加工而成的圆弧面,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面。
29.根据权利要求26所述的小型平面发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光纤传像束为锥形,所述光纤传像束中每根光纤为锥形并且每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为以所述顶点为圆心,以第一半径加工而成的圆弧面,所述光纤传像束的输出面为以所述顶点为圆心,以第二半径加工而成的圆弧面,所述第二半径大于第一半径。
30.根据权利要求23所述的小型平面发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光谱信息采集装置为固态图像传感器,所述固态图像传感器紧密耦合在所述光纤传像束的输出面上,所述固态图像传感器采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,所述固态图像传感器把采集到的光谱信息转换为按时序输出的表示光谱信息的电信号,对该电信号进行数字处理,得到所述小型平面发光体向空间各方向辐射的光谱分布信息。
31.根据权利要求30所述的小型平面发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光纤传像束的输入端为锥形,输出端为柱形,所述输入端和输出端之间为锥形过渡部,所述锥形过渡部的直径从输入端到输出端逐渐变小;
所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于位于光纤传像束的中心轴线上的一个顶点,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述顶点为圆心加工而成的圆弧面;
所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光纤传像束的输出面的面积与所述固态图像传感器的光线接收面积相适应。
32.根据权利要求30所述的小型平面发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光纤传像束的输入端和输出端均为柱形,所述输入端中每根光纤的中心线相互平行,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输入面和输出面均为垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光纤传像束的输出面的面积与所述固态图像传感器的光线接收面积相适应,并且所述光纤传像束的输出面的面积小于输入面的面积。
33.根据权利要求23-32任一所述的小型平面发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,在测量小型平面发光体空间光辐射信息之前,通过光源对光纤传像束传输各个空间角度射出的光线的衰减系数进行一一标定。
34.根据权利要求33所述的小型平面发光体空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光源为激光器,在特定位置上的遮光装置的透光孔位置安装激光器,以一定的角度间隔,确定所述激光器向各个方向射出的激光束的空间角度,所述激光束通过所述光纤传像束的传导后在光纤传像束的输出面的特定平面坐标位置上输出,记录所述激光束的射出空间角度、所述激光束在光纤传像束的输出面的平面坐标位置、所述激光束的射出光谱数据以及所述激光束在光纤传像束的输出面输出的光谱数据,对各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后的衰减系数进行一一标定。
35.根据权利要求23-32任一所述的小型平面发光体空间光辐射测量方法,所述遮光装置为光圈。
36.一种小型平面发光体弧形边缘区域空间光辐射测量方法,包括平面发光体固定装置、遮光装置、光谱信息采集装置和光纤传像束,其特征在于,
所述光纤传像束是由众多光纤按照一定规则密集排列并按一定工艺加工形成的传递图像的硬质器件;
所述光纤传像束的输入端为棱锥形,输出端为四棱柱形,所述输入端中每根光纤直径逐渐变细,每根光纤的中心线在光纤传像束的输入端相交于一脊线,该脊线垂直于该光纤传像束的中心轴线,所述光纤传像束的输入面为在光纤传像束的输入端以所述脊线为中心轴加工而成的圆柱面,所述输出端中每根光纤的中心线相互平行,所述光纤传像束的输出面为在光纤传像束的输出端并垂直于光纤传像束中心轴线的平面;
所述小型平面发光体安装在所述发光体固定装置上,所述遮光装置的长条透光缝的中心线与光纤传像束的输入面圆柱面的中心轴重合,所述遮光装置安放在小型平面发光体与光纤传像束的输入面之间,小型平面发光体边缘区域发出的光线通过遮光装置的长条透光缝射向所述光纤传像束的输入面,上述光线通过所述光纤传像束的传导,在光纤传像束的输出面输出,所述光纤传像束的输出面为垂直于光纤传像束中心轴线的平面,所述光谱信息采集装置采集所述光纤传像束的输出面输出的光谱信息,按确定的位置使得小型平面发光体的弧形边缘区域和遮光装置相对移动,让小型平面发光体弧形边缘区域不同位置的发光像素点发出的光线通过遮光装置的长条透光缝射向光纤传像束的输入面,从而得到所述小型平面发光体弧形边缘区域不同位置的发光像素点向空间方向辐射的光谱分布信息;
在测量小型平面发光体弧形边缘区域空间光辐射信息之前,通过光源对光源的光线射出的特定空间角度与光纤传像束输出面光线输出的特定平面坐标位置的对应关系进行一一标定;
所述光源为激光器,在特定位置上的遮光装置的长条透光缝位置安装激光器,以一定的角度和距离间隔,确定所述激光器在长条透光缝的各个位置上向各个方向射出的激光束的空间角度,所述激光束通过所述光纤传像束的传导后在光纤传像束的输出面的特定平面坐标位置上输出,记录所述激光束的位置和射出空间角度以及所述激光束在光纤传像束的输出面的平面坐标位置,对各个位置上各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后在光纤传像束的输出面的平面坐标位置进行一一标定。
37.根据权利要求36所述的小型平面发光体弧形边缘区域空间光辐射测量方法,其特征在于,所述遮光装置与光纤传像束输入面之间的距离根据测量需求可以精确调整,所述遮光装置的长条透光缝的宽窄和长度可以根据小型平面发光体弧形边缘区域的大小以及与光纤传像束输入面的距离大小进行调整。
38.根据权利要求36所述的小型平面发光体弧形边缘区域空间光辐射测量方法,其特征在于,所述遮光装置为弹性不透明材料;或者,所述遮光装置为硬质不透明材料,所述遮光装置的形状为弧形柱面。
39.根据权利要求36-38任一所述的小型平面发光体弧形边缘区域空间光辐射测量方法,其特征在于,在测量小型平面发光体弧形边缘区域空间光辐射信息之前,通过光源对光纤传像束传输各个空间角度射出的光线的衰减系数进行一一标定。
40.根据权利要求39所述的小型平面发光体弧形边缘区域空间光辐射测量方法,其特征在于,所述光源为激光器,在特定位置上的遮光装置的长条透光缝位置安装激光器,以一定的角度和距离间隔,确定所述激光器在长条透光缝的各个位置上向各个方向射出的激光束的空间角度,所述激光束通过所述光纤传像束的传导后在光纤传像束的输出面的特定平面坐标位置上输出,记录所述激光束的位置和射出空间角度、所述激光束在光纤传像束的输出面的平面坐标位置、所述激光束的射出光谱数据以及所述激光束在光纤传像束的输出面输出的光谱数据,对各个位置上各个空间角度射出的光线通过光纤传像束后的衰减系数进行一一标定。
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