CN111487037A - 光源均匀性的检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种光源均匀性的检测系统及方法,该检测系统包括:荧光装置、滤光装置、摄像装置及处理装置;荧光装置接受待测光源发射的光波,以激发荧光物质发射具有荧光波长的荧光辐射;滤光装置使所述荧光物质发射的荧光辐射通过,而使所述待测光源发射的光波过滤;摄像装置感应通过所述滤光装置的所述荧光辐射,生成所述荧光辐射对应的光谱图像,并将光谱图像发送至处理装置;处理装置对获取到的光谱图像进行处理分析,依据所述光谱图像中不同位置的荧光辐射强度,判断待测光源的均匀性是否合格。本方案,通过检测光源投射荧光物质后激发的光谱亮度,可以有效的快速检测光源的均匀性,同时可以克服光源亮度高造成的CCD相机饱和等现象。
Description
技术领域
本申请涉及光源检测技术领域,具体涉及一种光源均匀性的检测系统及方法。
背景技术
面激光光源在激光显示中有着重要的应用,在激光显示中将红、绿、蓝(RGB)三基色激光合成为白光光源,并经过积分棒、匀光片和投影镜头等光学器件将面光源投射到屏幕上。测试投影面光源的均匀性,一般是采用亮度计/照度计等逐点采集投影屏幕上的亮度,得到光源的均匀性。然而,在屏幕较大时会采集不便利,时间较长。另外,也可以通过CCD相机采集投影屏幕上直接漫反射的光,但其经常因亮度太高导致CCD相机饱和,很难分辨光源的均匀性。此外,面激光光源在机器视觉、激光照明等多个领域也有广泛应用。
线激光光源在机器视觉、检测、定位等多个领域有广泛应用,其通常采用测试一字线上的多点功率获得其光强均匀性,但其也经常因亮度太高导致CCD相机饱和,很难分辨光源的均匀性。
发明内容
本申请的目的是提供一种光源均匀性的检测系统、一种光源均匀性的检测方法。
本申请第一方面提供一种光源均匀性的检测系统,包括:
荧光装置、滤光装置、摄像装置及处理装置;
所述荧光装置包含荧光物质,用于接受待测光源发射的光波,以激发荧光物质发射具有荧光波长的荧光辐射;
所述滤光装置,用于使所述荧光物质发射的荧光辐射通过,而使所述待测光源发射的光波过滤;
所述摄像装置与所述处理装置通信连接,所述摄像装置用于感应通过所述滤光装置的所述荧光辐射,生成所述荧光辐射对应的光谱图像,并将所述光谱图像发送至所述处理装置;
所述处理装置,用于对获取到的光谱图像进行处理分析,依据所述光谱图像中不同位置的荧光辐射强度,判断待测光源的均匀性是否合格。
在本申请的一些实施方式中,所述荧光物质具有均匀的预设溶度。
在本申请的一些实施方式中,所述荧光装置为石英玻璃制作的长方体盒子。
在本申请的一些实施方式中,所述待测光源的发光功率小于等于预设功率。
在本申请的一些实施方式中,所述待测光源为线激光光源或面激光光源。
在本申请的一些实施方式中,所述摄像装置为CCD相机。
本申请第二方面提供一种光源均匀性的检测方法,基于上述第一方面中所述的光源均匀性的检测系统,所述方法包括:
荧光装置接受待测光源发射的光波,以激发荧光物质发射具有荧光波长的荧光辐射;
滤光装置使所述荧光物质发射的荧光辐射通过,而使所述待测光源发射的光波过滤;
摄像装置感应通过所述滤光装置的所述荧光辐射,生成所述荧光辐射对应的光谱图像,并将所述光谱图像发送至处理装置;
处理装置对获取到的光谱图像进行处理分析,依据所述光谱图像中不同位置的荧光辐射强度,判断待测光源的均匀性是否合格。
在本申请的一些实施方式中,所述荧光物质具有均匀的预设溶度。
在本申请的一些实施方式中,所述待测光源的发光功率小于等于预设功率。
相较于现有技术,本申请提供的光源均匀性的检测系统,包括:荧光装置、滤光装置、摄像装置及处理装置;荧光装置接受待测光源发射的光波,以激发荧光物质发射具有荧光波长的荧光辐射;滤光装置使所述荧光物质发射的荧光辐射通过,而使所述待测光源发射的光波过滤;摄像装置感应通过所述滤光装置的所述荧光辐射,生成所述荧光辐射对应的光谱图像,并将所述光谱图像发送至处理装置;处理装置对获取到的光谱图像进行处理分析,依据所述光谱图像中不同位置的荧光辐射强度,判断待测光源的均匀性是否合格。本申请中,通过检测光源投射荧光物质后激发的光谱亮度,可以有效的快速检测光源的均匀性,同时可以克服光源亮度高造成的CCD相机饱和等现象。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1示出了本申请实施例所提供的一种光源均匀性的检测系统的结构图;
图2示出了本申请实施例所提供的CCD相机拍摄的光谱图像示意图;
图3示出了本申请实施例所提供的处理光谱图像得到的光源均匀性结果示意图;
图4示出了本申请实施例所提供的一种光源均匀性的检测方法的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
另外,术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本申请实施例提供一种光源均匀性的检测系统、一种光源均匀性的检测方法,下面结合附图进行说明。
请参考图1,其示出了本申请实施例所提供的一种光源均匀性的检测系统的结构图,如图所示,所述检测系统10,包括:荧光装置100、滤光装置200、摄像装置300及处理装置400。可选的,检测系统10还可以包括用于支撑摄像装置300的支架。当然,检测系统10中还可以包括其它设备或装置,本申请对此不做限定。
荧光装置100可以是一种荧光物质标准盒,其包含有荧光物质,该荧光物质具有均匀的预设溶度,该荧光装置100可以为石英玻璃制作的长方体盒子,其中的荧光物质可以为罗丹明B,具体的,荧光物质的种类根据待测光源的输出波长确定。荧光装置100用于接受待测光源发射的光波,以激发荧光物质发射具有荧光波长的荧光辐射。具体的,待测光源可以是线激光光源或面激光光源,尺寸在0.5米至1米,但不限于这个尺寸。需要说明的是,待测光源的功率不能太高,小于等于预设功率,功率太高超出荧光物质的承受能力,导致荧光饱和,因此,预设功率的大小可以根据荧光物质特性进行设定。
滤光装置200用于使所述荧光物质发射的荧光辐射通过,而使待测光源发射的光波过滤,也就是不通过,滤光装置200具体可以为一滤光片。
摄像装置300与处理装置400通信连接,摄像装置300用于感应通过滤光装置200的荧光辐射,生成荧光辐射对应的光谱图像,并将光谱图像发送至处理装置400。可选的,摄像装置300可以为一CCD相机,如图2所示为CCD相机拍摄的光谱图像示意图。
处理装置400用于对获取到的光谱图像进行处理分析,依据光谱图像中不同位置的荧光辐射强度,判断待测光源的均匀性是否合格。该处理装置400中可以包括显示器,用于显示光谱图像及处理分析结果,如图3所示为处理光谱图像得到的光源均匀性结果示意图,其中,横坐标表示波长,纵坐标表示光强。
可以理解,上述检测系统10中,被测试的光源(如,激光光源)透射荧光物质,摄像装置300(如,CCD相机)通过采集荧光物质激发的荧光辐射的光谱图像,可以得到荧光辐射的光谱强度分布,从而间接测试光源的均匀性。
需要说明的是,实际应用中,荧光物质浓度的大小,可以根据激光光源的功率大小来确定,最佳的浓度为激光能够实现激发荧光物质,CCD相机可以探测到光谱图像,且光谱图像未出现饱和现象。
以荧光物质标准盒、滤光片、CCD相机和图像处理装置构成的检测系统10为例进行说明。待测光源为线激光光源,波长为532nm,尺寸为50mm宽的细线,线的厚度为2mm,荧光物质标准盒采用石英玻璃制作成长方形的盒子,里面放入荧光物质罗丹明B,浓度为0.01ppm,搅拌均匀,532nm激光光源照射后,发射550nm至650nm的光谱,相应的,滤光片选择对532nm波长的光不通过,540-650nm的光可以全部通过。
相应的,CCD相机能够拍摄到荧光光谱的光强分布,考虑荧光物质是均匀的,则可以用人眼观察分辨到激光光源的均匀性情况,当然,也可以通过软件来识别不同位置的光强,检测线激光光源的均匀性。
对于面光源,其均匀性的检测与线光源的均匀性检测类似,在此不再一一举例说明。
另外,需要说明的是,其它波长如紫外、蓝光等激光器的情况与上述实施例中532nm激光器的情况相类似,只要相应地更改荧光物质和滤光片即可,在此不再一一赘述。
总之,通过CCD相机观测荧光物质的发光均匀性,代替直接观测激光光源,可以对较高功率的面/线激光光源的均匀性进行检测,因此,采用上述检测系统10通过间接测量,降低了光源高功率时引起的相机或人眼的饱和现象。
另外,该检测系统10的实现方式简单可行,在线调试应用性高,并且通过该检测系统10为激光显示等应用时可以在激光光源装入投影系统前进行均匀性测试,而不是在整体装入投影系统后再进行屏幕测试,为激光显示、线光源测量等产业的发展提供了可靠的测量方法和依据。
本申请实施例提供的光源均匀性的检测系统,通过检测光源投射荧光物质后激发的光谱亮度,可以有效的快速检测光源的均匀性,同时可以克服光源亮度高造成的CCD相机饱和等现象。
基于上述实施例中提供的光源均匀性的检测系统,本申请还提供一种光源均匀性的检测方法,请参考图4,其示出了本申请实施例所提供的一种光源均匀性的检测方法的流程图,如图所示,所述方法包括:
步骤S101:荧光装置接受待测光源发射的光波,以激发荧光物质发射具有荧光波长的荧光辐射;
步骤S102:滤光装置使所述荧光物质发射的荧光辐射通过,而使所述待测光源发射的光波过滤;
步骤S103:摄像装置感应通过所述滤光装置的所述荧光辐射,生成所述荧光辐射对应的光谱图像,并将所述光谱图像发送至处理装置;
步骤S104:处理装置对获取到的光谱图像进行处理分析,依据所述光谱图像中不同位置的荧光辐射强度,判断待测光源的均匀性是否合格。
在本申请的一些实施方式中,荧光物质具有均匀的预设溶度。
在本申请的一些实施方式中,待测光源的发光功率小于等于预设功率。
以荧光物质标准盒、滤光片、CCD相机和图像处理装置构成的检测系统10为例进行说明。待测光源为线激光光源,波长为532nm,尺寸为50mm宽的细线,线的厚度为2mm,荧光物质标准盒采用石英玻璃制作成长方形的盒子,里面放入荧光物质罗丹明B,浓度为0.01ppm,搅拌均匀,532nm激光光源照射后,发射550nm至650nm的光谱,相应的,滤光片选择对532nm波长的光不通过,540-650nm的光可以全部通过。
相应的,CCD相机能够拍摄到荧光光谱的光强分布,考虑荧光物质是均匀的,则可以用人眼观察分辨到激光光源的均匀性情况,当然,也可以通过软件来识别不同位置的光强,检测线激光光源的均匀性。
对于面光源,其均匀性的检测与线光源的均匀性检测类似,在此不再一一举例说明。
另外,需要说明的是,其它波长如紫外、蓝光等激光器的情况与上述实施例中532nm激光器的情况相类似,只要相应地更改荧光物质和滤光片即可,在此不再一一赘述。
总之,通过CCD相机观测荧光物质的发光均匀性,代替直接观测激光光源,可以对较高功率的面/线激光光源的均匀性进行检测,因此,采用上述检测系统10通过间接测量,降低了光源高功率时引起的相机或人眼的饱和现象。
另外,该检测系统10的实现方式简单可行,在线调试应用性高,并且通过该检测系统10为激光显示等应用时可以在激光光源装入投影系统前进行均匀性测试,而不是在整体装入投影系统后再进行屏幕测试,为激光显示、线光源测量等产业的发展提供了可靠的测量方法和依据。
本申请实施例提供的光源均匀性的检测方法,与本申请前述实施例提供的光源均匀性的检测系统出于相同的发明构思,具有相同的有益效果。
需要说明的是,附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种光源均匀性的检测系统,其特征在于,包括:荧光装置、滤光装置、摄像装置及处理装置;
所述荧光装置包含荧光物质,用于接受待测光源发射的光波,以激发荧光物质发射具有荧光波长的荧光辐射;
所述滤光装置,用于使所述荧光物质发射的荧光辐射通过,而使所述待测光源发射的光波过滤;
所述摄像装置与所述处理装置通信连接,所述摄像装置用于感应通过所述滤光装置的所述荧光辐射,生成所述荧光辐射对应的光谱图像,并将所述光谱图像发送至所述处理装置;
所述处理装置,用于对获取到的光谱图像进行处理分析,依据所述光谱图像中不同位置的荧光辐射强度,判断待测光源的均匀性是否合格。
2.根据权利要求1所述的光源均匀性的检测系统,其特征在于,所述荧光物质具有均匀的预设溶度。
3.根据权利要求1或2所述的光源均匀性的检测系统,其特征在于,所述荧光装置为石英玻璃制作的长方体盒子。
4.根据权利要求1所述的光源均匀性的检测系统,其特征在于,所述待测光源的发光功率小于等于预设功率。
5.根据权利要求1所述的光源均匀性的检测系统,其特征在于,所述待测光源为线激光光源或面激光光源。
6.根据权利要求1所述的光源均匀性的检测系统,其特征在于,所述摄像装置为CCD相机。
7.一种光源均匀性的检测方法,基于权利要求1至6任一项所述的光源均匀性的检测装置,其特征在于,所述方法包括:
荧光装置接受待测光源发射的光波,以激发荧光物质发射具有荧光波长的荧光辐射;
滤光装置使所述荧光物质发射的荧光辐射通过,而使所述待测光源发射的光波过滤;
摄像装置感应通过所述滤光装置的所述荧光辐射,生成所述荧光辐射对应的光谱图像,并将所述光谱图像发送至处理装置;
处理装置对获取到的光谱图像进行处理分析,依据所述光谱图像中不同位置的荧光辐射强度,判断待测光源的均匀性是否合格。
8.根据权利要求7所述的光源均匀性的检测方法,其特征在于,所述荧光物质具有均匀的预设溶度。
9.根据权利要求7所述的光源均匀性的检测方法,其特征在于,所述待测光源的发光功率小于等于预设功率。
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