CN109984721A - 一种检测照明中人眼对光学参数敏感度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测照明中人眼对光学参数敏感度的装置，包括第一立方体、第二立方体、第三立方体、第一独立光源、第二独立光源和控制系统，第一立方体和第二立方体设置在第三立方体相邻的两侧，呈“L”型结构排放，所述第三立方体内的一对角线上设有一块半透明玻璃，第三立方体的一侧面上安装有视窗，且该侧面与第二立方体相对，第一立方体、第二立方体和第三立方体的内侧壁上以及底部均贴有防反射的黑色绒纸，所述控制系统分别与第一独立光源和第二独立光源控制连接。本发明中，支撑板与挡板通过第二连接轴连接；挡板与底板通过第一连接轴连接，支撑板的棱边与底板的卡槽接触，受卡槽的限制而与挡板、底座形成稳定的三角形结构。本发明既可以方便调节光学参数，又可以把两种光学环境在空间上独立开来又能同时被观察者观测到的装置，将会给人眼对光学参数主观敏感度的测试带来很大的便利。

Description

一种检测照明中人眼对光学参数敏感度的装置

技术领域

本发明涉及一种检测照明中人眼对光学参数敏感度的装置，属于照明中的视觉感知及测量领域。

背景技术

人类获取的信息80%以上来自视觉，视觉的形成依赖于外界物体对光线的反射，而光线的提供离不开光源。然而，如何有效测量人眼对光源中光学参数变化的主观反应却面临以下两大难题（1）普通光源所提供的光学参数固定，若要调整光学参数需要更换不同种类的光源，在一般的实验环境中很难实现，因为设备要求高，而且频繁更换耗时耗力。（2）由于人眼对光具有自适应性，故考察人眼对光学参数的敏感度最有效和直接的方法是对比法。这在真实环境中很难实现，因为很难做到两种光环境在空间上独立却在时间上同时被观测到。因此，若能发明一个既可以方便调节光学参数，又可以把两种光学环境在空间上独立开来又能同时被观察者观测到的装置，将会给人眼对光学参数主观敏感度的测试带来很大的便利。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种检测照明中人眼对光学参数敏感度的装置，既可以方便调节光学参数，又可以把两种光学环境在空间上独立开来又能同时被观察者观测到的装置，将会给人眼对光学参数主观敏感度的测试带来很大的便利。

本发明中主要采用的技术方案为：

一种检测照明中人眼对光学参数敏感度的装置，包括第一立方体、第二立方体、第三立方体、第一独立光源、第二独立光源和控制系统，所述第一立方体和第二立方体设置在第三立方体相邻的两侧，呈“L”型结构排放，所述第一立方体和第二立方体粉分别与第三立方体的接触面相互贯通，所述第三立方体内的一对角线上设有一块半透明玻璃，且所述半透明玻璃位于由三个立方体构成的“L”形结构的对称线上，所述半透明玻璃与第三立方体的上下底面垂直设置，所述第三立方体的一侧面上安装有视窗，且该侧面与第二立方体相对，所述第一立方体和第二立方体的顶部分别设有第一独立光源和第二独立光源，所述第一立方体、第二立方体和第三立方体的内侧壁上以及底部均贴有防反射的黑色绒纸，所述第三立方体的顶部内顶面贴有防反射的黑色绒纸，所述控制系统分别与第一独立光源和第二独立光源控制连接。

优选地，所述第一独立光源和第二独立光源均为LED显示屏，分别覆盖于第一立方体和第二立方体的顶部。

优选地，所述控制系统通过一个三接口的分屏器与第一独立光源和第二独立光源相连于同一主机，所述控制系统包括光源校准模块，测试光学参数设定模块以及光学参数调整模块，且各个模块分别与第一独立光源和第二独立光源控制连接。

优选地，所述半透明玻璃的透射率为50%，反射率为50%的玻璃。

有益效果：本发明提出一种检测照明中人眼对光学参数敏感度的装置，装置结构简单，操作方便，实用性强，既可以方便调节光学参数，又可以把两种光学环境在空间上独立开来又能同时被观察者观测到的装置，将会给人眼对光学参数主观敏感度的测试带来很大的便利。

附图说明

图1为本发明的主体结构示意图；

图2为本发明的光源亮度变化的示意图；

图3为光源从不同角度入射的示意图；

图4为光源不同柔和度的示意图；

图5为本发明中的控制系统结构图；

图6为本发明中控制系统界面图；

图中：第一立方体1、第二立方体2、第三立方体3、半透明玻璃4、视窗5。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

下面结合附图对本发明的技术方案做了进一步的详细说明：

如图1所示，一种检测照明中人眼对光学参数敏感度的装置，包括第一立方体1、第二立方体2、第三立方体3、第一独立光源、第二独立光源和控制系统，所述第一立方体1和第二立方体2设置在第三立方体3相邻的两侧，呈“L”型结构排放，所述第一立方体1和第二立方体2分别与第三立方体3的接触面相互贯通，所述第三立方体3内的一对角线上设有一块半透明玻璃4，且所述半透明玻璃4位于由三个立方体构成的“L”形结构的对称线上，所述半透明玻璃4与第三立方体3的上下底面垂直设置，所述第三立方体3的一侧面上安装有视窗5，且该侧面与第二立方体2相对，所述第一立方体1和第二立方体2的顶部分别设有第一独立光源和第二独立光源，所述第一立方体1、第二立方体2和第三立方体3的内侧壁上以及底部均贴有防反射的黑色绒纸，所述第三立方体3的顶部内顶面贴有防反射的黑色绒纸，所述控制系统分别与第一独立光源和第二独立光源控制连接（本发明中，第三立方体的顶部为封闭式的，覆有盖板）。

优选地，所述第一独立光源和第二独立光源均为LED显示屏，分别覆盖于第一立方体和第二立方体的顶部（即第一独立光源和第二独立光源分别作为第一立方体和第二立方体的顶部）。

优选地，所述控制系统通过一个三个接口的分屏器与第一独立光源和第二独立光源相连于同一主机，所述控制系统包括光源校准模块，测试光学参数设定模块以及光学参数调整模块，且各个模块分别与第一独立光源和第二独立光源控制连接。

优选地，所述半透明玻璃4的透射率为50%，反射率为50%的玻璃。

本发明中，如图1所示，半透明玻璃4竖直安装在第三立方体3内，位于第三立方体3的对角线（该对角线也是三个立方体构成的L型结构的对称线）上，且与第三立方体3的上下底面垂直。若从视窗里往内部看，位于第一立方体1和第二立方体2内部的物体各贡献50%的视觉影像。当检测人眼对光学参数敏感度时，被照射场景分别设置于“L”两端的第一立方体1和第二立方体2内部，通过视窗观察，两个独立的场景合二为一。为了避免光线在立方体内部和腔壁发生反射作用，所有立方体内部贴有防反射作用的黑色绒纸。第一独立光源和第二独立光源分别覆盖于第一立方体1和第二立方体2顶部，故观察者可以通过调整第一独立光源和第二独立光源的光学参数使两套照射场景的光照情况在视觉上统一，以达到检测人眼对照明中光学参数敏感度的目的。

本发明中，第一独立光源和第二独立光源的光学参数调节包括对光源亮度、柔和度以及入射角度的调节。

光源亮度的调节通过改变第一独立光源和第二独立光源（均为LED显示屏）上显示白色光斑的像素值达到。如图2所示，为光源亮度变化的示意图。

光源入射角度的调节通过改变第一独立光源和第二独立光源（均为LED显示屏）上光斑显示的位置达到，如图3所示为光源从不同角度入射的示意图；

光源柔和度的调节通过改变第一独立光源和第二独立光源（均为LED显示屏）上光斑的大小达到，光斑越大，出射光越均匀越柔和；光斑越小，光线越集中越刺目，越容易产生阴影。如图4所示为光源不同柔和度的示意图。当光斑尺寸变大时，我们在其内部随机位置填充黑色像素以保证出射光总量相同。

如图5所示，控制系统界面位于另一台显示屏上，与提供光源的两台LED显示屏（第一独立光源和第二独立光源）由一个三个接口的分屏器相连于同一主机。控制系统包括光源校准模块，测试光学参数设定模块以及光学参数调整模块光源校准：控制系统中的光源校准主要实现对第一独立光源和第二独立光源的亮度进行调节的作用。尽管两块LED显示屏（第一独立光源和第二独立光源）为同一型号同一批次生产，但实际中同一灰度值下亮度会有所偏差，分别设为I₁和I₂。同理，半透明玻璃理论上透过的光和反射的光各占一半，但是实际上会有所偏差，设反射率为α，透射率为β。故两个立方体中的场景在视窗中观察时地位对等必须使I_1* α= I_2*β。

校准时，把标准白板垂直45°放置于第一立方体1（第二立方体）内，在控制面板上设置第一独立光源（第二独立光源）的LED灰度值从0到255（如图 6所示），通过视窗5，用亮度计测量出对应标准白板的亮度，故可以得到第一立方体1中可见亮度和屏幕灰度值的关系以及第二立方体2中可见亮度和屏幕灰度值的关系。由于在测量光学敏感度时被试调整的是屏幕灰度值，故通过以上的校准步骤，可以转换到第一立方体1和第一立方体2中可见亮度之间的关系。

光学参数的设定：控制系统中的测试光学参数设定模块实现对光学参数的设定。在进行敏感度测试时，使用者会设置不同的光学参数场景，包含不同的光源亮度、柔和度以及入射角度的组合场景。我们把这些不同的组合参数都记录于一个文档中，实验时直接调用这个文档，读出参数，对电脑屏幕上的光斑进行设置，如图6所示。

光学参数调整：控制系统中的光学参数调整模块实现对光学参数的调整。进行实验时，被试人员参考已设光学场景（例如第一立方体1中的光学参数设定），对另一个立方体（例如第二立方体2）中的光学参数进行调整。调整的过程通过键盘控制，例如，被试人员按上下左右四个方向箭头对光源的位置进行调整，设定键盘上另一个键和上下方向箭头组合对亮度或光源大小进行调整。调整时，步长又可有小步长和大步长之分。当被试按下“Enter”键确定自己所调参数之后，控制系统自动读取下一个场景的参数并设定，被试开始下一轮光学参数的调节。

以上所述仅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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种检测照明中人眼对光学参数敏感度的装置，其特征在于，包括第一立方体、第二立方体、第三立方体、第一独立光源、第二独立光源和控制系统，所述第一立方体和第二立方体设置在第三立方体相邻的两侧，呈“L”型结构排放，所述第一立方体和第二立方体分别与第三立方体的接触面相互贯通，所述第三立方体内的一对角线上设有一块半透明玻璃，且所述半透明玻璃位于由三个立方体构成的“L”形结构的对称线上，所述半透明玻璃与第三立方体的上下底面垂直设置，所述第三立方体的一侧面上安装有视窗，且该侧面与第二立方体相对，所述第一立方体和第二立方体的顶部分别设有第一独立光源和第二独立光源，所述第一立方体、第二立方体和第三立方体的内侧壁上以及底部均贴有防反射的黑色绒纸，所述第三立方体的顶部内顶面贴有防反射的黑色绒纸，所述控制系统分别与第一独立光源和第二独立光源控制连接。

2.根据权利要求1所述的一种检测照明中人眼对光学参数敏感度的装置，其特征在于，所述第一独立光源和第二独立光源均为LED显示屏，分别覆盖于第一立方体和第二立方体的顶部。

3.根据权利要求1所述的一种检测照明中人眼对光学参数敏感度的装置，其特征在于，所述控制系统通过一个三接口的分屏器与第一独立光源和第二独立光源相连于同一主机，所述控制系统包括光源校准模块，测试光学参数设定模块以及光学参数调整模块，且各个模块分别与第一独立光源和第二独立光源控制连接。

4.根据权利要求1所述的一种检测照明中人眼对光学参数敏感度的装置，其特征在于，所述半透明玻璃的透射率为50%，反射率为50%的玻璃。