CN116678499A - 一种色度计和分光测量方法 - Google Patents
一种色度计和分光测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116678499A CN116678499A CN202310658744.1A CN202310658744A CN116678499A CN 116678499 A CN116678499 A CN 116678499A CN 202310658744 A CN202310658744 A CN 202310658744A CN 116678499 A CN116678499 A CN 116678499A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- splitting
- optical lens
- filter
- prism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 95
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 6
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 39
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 28
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000004456 color vision Effects 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000005316 response function Methods 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000013441 quality evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
本发明公开了一种色度计，所述色度计包括：光学镜头、分光棱镜、滤光组件和传感器。所述光学镜头用于引导光线；所述分光棱镜包括入射面和分光面，所述入射面接收所述光学镜头射出的所述光线，所述分光面对所述光线进行分光。所述滤光组件用于接收所述分光棱镜分光后射出的光束，并进行滤光；所述传感器用于感应所述滤光组件过滤后的所述光束，并输出所述光束的色度值和亮度值。通过采用本发明提供的技术，能够有效地解决了待测光斑区域存在光谱分布不均时，不同的传感器所接收到的光谱不一致，从而导致测量不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及光学的亮度和色度测量技术领域，具体地涉及一种色度计和分光测量方法。
背景技术
随着显示器技术的不断更新迭代，显示器的质量评估体系逐步完善，色度和亮度的准确测量也越来越重要，其中，色度的测量主要以CIE1931作为重要的参考标准，以匹配人眼的光谱响应实现色度测量。
其中色度测量方法主要采用滤片式测量方法和光谱式测量方法。滤片式测量方法的通常为滤片式色度计，运用跟人眼锥细胞对颜色响应相匹配的R、G、B三原色滤光片获取X、Y、Z三刺激值而得到的色度数据，其特点是轻便小巧，便于携带，但测量准确性和精度不足。
光谱式测量方法主要采用光谱式色度仪(光谱仪)，光谱式色度计(光谱仪)采用光栅或棱镜实现分光，使光束分散成可连续的光谱，通过传感器测量其光谱数据，再根据CIE1931标准计算得到色度数据，其特定测量准确性和精度高，但体积大、测试速度慢。
现有技术中，通常采用光导纤维的方式实现光束分离，从而实现同时进行X、Y、Z三刺激值的测量，但采用光纤分光时，测量稳定性和准确性都受限于光纤的排布方式，无法同时兼顾系统测量的稳定性和准确性的问题。
发明内容
本发明提供了一种色度计，以解决现有技术中光纤分光受限于光纤排布方式，无法兼具稳定性和准确性的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是提供一种色度计，所述色度计包括：光学镜头、分光棱镜、滤光组件和传感器。所述光学镜头用于引导光线；所述分光棱镜包括入射面和分光面，所述入射面接收所述光学镜头射出的所述光线，并进行分光。
所述滤光组件用于接收所述分光棱镜分光后射出的光束，并进行滤光；所述传感器用于感应所述滤光组件过滤后的所述光束，并输出所述光束的色度值和亮度值。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
通过光学镜头将待测光斑区域的光线引导至分光棱镜的入射面，由分光棱镜的分光面进行分光，其中，采用分光棱镜分光，能够有效的实现光线的等分，且光线的等分为光谱能量的等分，即分光后的不同光束之间的光谱信息保持一致。对比现有技术中光纤分光的测量区域等分，有效地解决了待测光斑区域存在光谱分布不均时，不同的传感器所接收到的光谱不一致，从而导致测量不准确的问题。
此外，采用分光棱镜也有效地避免了因光学衍射所产生的测量不稳定的问题，提高了在不稳定的光学测量条件下色度计的测量精度。从而避免出现光纤分光受限于光纤排布方式的情况。
滤光组件接收所述分光棱镜分光后的光束，其中，滤光组件根据传感器光谱响应进行校准，光束经滤光组件过滤后射入传感器，由传感器进行识别。其中，光束经过校准后的滤光组件到达传感器，能够有效地实现增强测量数值的准确性。
在一些实施方案中，所述光学镜头具有预设值参数，所述预设值参数包括所述光学镜头与待测光斑区域的测量工作距离和所述光学镜头的放大倍率，其中，所述光学镜头用于引导所述待测光斑区域的所述光线。
采用上述技术方案，光学镜头设置预设值参数，在特定工作距离下，通过将待测光斑区域的光斑按照设定的放大倍率进行放大，并聚焦至分光棱镜的入射面，能够有效地减少镜头所产生的畸变和像差，进一步减小像差所带来的测量误差，从而提升色度计测量的准确性。
在一些实施方案中，所述滤光组件与所述传感器一一对应，其中，所述滤光组件分别镀有符合CIE1931标准的光谱刺激值匹配的滤光膜。
采用上述技术方案，CIE1931色度标准代表了人眼视场的色觉平均特性。通过镀有滤光膜实现对光束的过滤，其中，通过滤光组件的辐射亮度以及光谱透过率，实现根据传感器的光谱响应进行校正滤光组件。
在一些实施方案中，所述滤光组件包括X分量滤光片、Y分量滤光片、Z分量滤光片和中性密度滤光片，其中，所述中性密度滤光片用于衰减所述光束的光强。
采用上述技术方案，通过不同的滤光片对等同的光束进行分光，三原色光刺激的综合结果以X，Y，Z表示，形成了XYZ测色系统。其中，X原色相当于饱和度比红光谱还要高的红紫，Y原色相当于饱和度比520纳米的绿光谱还要高的绿，Z原色相当于饱和度比477纳米的蓝光谱还要高的蓝。设置对应的滤光片实现对其的过滤处理，使得过滤后的光束与传感器适配，从而实现对光线的色度值进行测试。即，X分量滤光片过滤Y原色和Z原色，Y分量滤光片过滤X原色和Z原色；Z分量滤光片过滤X原色和Y原色。
设置中性密度(Neutral Density，ND)滤光片用于光强衰减，使得可见光区到近红外光区范围的光通过ND滤光片后，不同波长均按同一比例衰减，实现光学元件在宽波段内保持近似于相等的光能量透过率。便于传感器感应光束并输出光束的亮度值。
在一些实施方案中，所述色度计还包括光源阻断器，所述光源阻断器位于所述光学镜头与所述分光棱镜之间，并用于隔断所述光线沿所述光学镜头射入所述分光棱镜。
采用上述技术方案，当传感器接收滤光组件过滤后的光束，并进行感应计算时，光源阻断器开启，能够有效地在传感器对光线进行校准时阻挡其余光线的干扰。
在一些实施方案中，所述分光棱镜还包括出射面，所述出射面与所述光学镜头对应，并接收所述光学镜头射出的所述光线；所述分光棱镜的分光为四等分，并分别从所述出射面射出，其中，所述滤光组件与所述分光棱镜的出射面一一对应，所述四等分为所述光线的能量等分。
采用上述技术方案，通过四等分的进行测量，其中每一个光束的能量为原光线的四分之一。在满足对光的三刺激值的测试的同时，还设有对光的亮度的检测，以简单的结构满足测试准确率较高。
在一些实施方案中，所述分光棱镜包括一个入射面、三个反射面，两个分光面和三个出射面，其中，所述入射面、所述反射面和所述出射面位于所述分光棱镜的外部，所述分光面位于所述分光棱镜的内侧，其中，所述入射面分别与所述反射面、所述出射面连接；三个所述出射面相互连接；
当所述光学镜头平行射出所述光线时，所述入射面接收所述光线，并平行射入所述分光棱镜内部，所述分光面对所述光线进行分光为多个光束，其中，所述光线分光的所述光束之间呈相互垂直或相互平行关系。
采用上述技术方案，分光棱镜有45°，90°这样典型的角度，使得分光棱镜更容易安装，对机械应力具有更好的稳定性和强度。其中，光线在分光棱镜内执行反射、分光动作，其中反射面能够有效地防止漏光，两个分光面的分光比为50:50。
在一些实施方案中，所述传感器包括光感单元、放大电路和模数转换单元，所述光感单元用于感应所述滤光组件过滤后的所述光束，并产生光信号；所述放大电路与所述光感单元连接，用于接收所述光感单元的光信号，并将所述光信号转换为电信号；所述模数转换单元与所述放大电路连接，接收所述电信号并转换为数字信号，其中，所述数字信号包括所述光束的亮度值和色度值。
采用上述技术方案，色度计还包括信号采集电路，传感器的光感单元对滤光后的光束进行感应，生成电信号，传输至模数转换单元生成数字信号，其中，所生成的数字信号经由信号采集电路进行采集，以数值展现测量结果。
在一些实施方案中，所述光学镜头的成像面与所述分光棱镜的所述入射面重合。
采用上述技术方案，后截距表示光学镜头最后一个光学镜片的表面的顶点到像面的距离，其中光学镜头的后截距的成像面在分光棱镜的入射面，有效地满足从光学镜头射出表面经过分光棱镜后到达传感器表面的有效光程为D＝s1+n1s2+n2s3，其中，s1为光学镜头出射面到分光棱镜入射面的距离，s2为光线从入射面到出射面所经过的路径长度，s3为滤光组件的滤光片的厚度，n1为分光棱镜介质的折射率，n2为滤光片介质的折射率，从而实现传感器对光束的检测完全覆盖、不遗漏。
本发明还提供了一种分光测量方法，应用于上述的色度计，所述色度计包括光学镜头、分光棱镜、滤光组件和传感器，所述分光测量方法包括，所述光学镜头获取待测光斑区域的光斑，并引导所述待测光斑区域的光线。所述分光棱镜接收所述光学镜头射出的所述光线，并进行分光。
所述滤光组件接收所述分光棱镜分光后射出的光束，并对所述光束进行滤光。所述传感器接收所述滤光组件过滤后的所述光束，并输出感应结果，其中，所述感应结果包括所述待测光斑区域的所述光斑的色度值和亮度值。
采用上述技术方案，采用分光测量方法，通过对光线的等分，且光线的等分为光谱能量的等分，即分光后的不同光束之间的光谱信息保持一致。有效地解决了待测光斑区域存在光谱分布不均时，不同的传感器所接收到的光谱不一致，从而导致测量不准确的问题。也有效地避免了因光学衍射所产生的测量不稳定的问题，提高了在不稳定的光学测量条件下色度计的测量精度。从而避免出现光纤分光受限于光纤排布方式的情况。光束经滤光组件过滤后射入传感器，由传感器进行识别。其中，光束经过校准后的滤光组件到达传感器，能够有效地实现增强测量数值的准确性。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
图1是本发明提供的一种色度计的一实施例的结构示意图；
图2是本发明提供的一种色度计的一实施例的光路示意图；
图3是本发明提供的一种色度计的一实施例的光谱图表，其中，图(a)为CIE1931XYZ光谱图；图(b)为本申请提供的一种实施例的传感器的光谱响应曲线图；图(c)为本申请提供的一种色度计的滤光片根据传感器的光谱响应函数矫正后的光谱图；
图4是本发明提供的一种色度计的一实施例的分光棱镜的立体结构示意图；
图5是本发明提供的一种色度计的一实施例的分光棱镜内部的光路示意图；
图6是本发明提供的一种色度计的一实施例的信号传输流程图；
图7是本发明提供的一种色度计的光学镜头的一实施例的结构示意图；
图8是本发明提供的一种分光测量方法的一实施例的流程示意图。
图中：
光学镜头—10；镜头入射面—11；镜头出射面—12；成像面—13；
分光棱镜—20；入射面—21；分光面—22；出射面—23；反射面—24；
滤光组件—30；X分量滤光片—31；Y分量滤光片—32；Z分量滤光片—33；中性密度滤光片—34；
传感器—40；光感单元—41；放大电路—42；模数转换单元—43；信号采集电路—44；光源阻断器—50；待测光斑区域—60。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，均属于本发明保护的范围。
参见图1至图4所示，图1示出了本申请提供的一种色度计的一实施例的结构示意图，图2示出了本申请提供的一种色度计的一实施例的光路示意图。图3示出了本申请提供的一种色度计的一实施例的光谱图表，其中，图(a)为CIE1931XYZ光谱图；图(b)为本申请提供的一种实施例的传感器40的光谱响应曲线图；图(c)为本申请提供的一种色度计的滤光片根据传感器40的光谱响应函数矫正后的光谱图；图4示出了本申请提供的一种色度计的一实施例的分光棱镜20立体结构示意图。
在一些实施方案中，结合图1、图2和图4所示，色度计包括：光学镜头10、分光棱镜20、滤光组件30和传感器40。光学镜头10用于引导光线；分光棱镜20包括入射面21和分光面22，入射面21接收光学镜头10射出的光线，分光面22并对该光线进行分光。
滤光组件30用于接收分光棱镜20分光后射出的光束，并进行滤光；传感器40用于感应滤光组件30过滤后的光束，并输出光束的色度值和亮度值。
本申请实施例中，通过光学镜头10将待测光斑区域60的光线引导至分光棱镜20的入射面21，由分光棱镜20的分光面22进行分光，其中，采用分光棱镜20分光，能够有效的实现光线的等分，且是光谱能量的等分，即分光后的不同光束之间的光谱信息保持一致。对比现有技术中的光纤分光所实现的测量区域等分，有效地解决了待测光斑区域60存在光谱分布不均时，不同的传感器40所接收到的光谱不一致，从而导致了测量不准确的问题。此外，采用分光棱镜20也有效地避免了因光学衍射所产生的测量不稳定的问题，提高了在不稳定的光学测量条件下色度计的测量精度。
结合图2所示，示例性地，光学镜头10包括镜头入射面11和镜头出射面12，待测光斑区域60的光斑垂直投射至分光棱镜20的入射面21，经过分光棱镜20的分光面22分光后，光线垂直射入对应的滤光组件30，再穿过滤光组件30(例如图2中穿过滤光组件30的Z分量滤光片33)到达传感器40，从而实现光电信号的转换。
滤光组件30接收分光棱镜20分光后的光束，其中，滤光组件30根据传感器40光谱响应进行校准，光束经滤光组件30过滤后射入传感器40，由传感器40进行识别。光束经过校准后的滤光组件30到达传感器40，能够有效地实现增强测量数值的准确性。
在一些实施方案中，光学镜头10具有预设值参数，预设值参数包括光学镜头10与待测光斑区域60的测量工作距离和光学镜头10的放大倍率，其中，光学镜头10用于引导待测光斑区域60的光线。
本申请实施例中，示例性地，待测光斑区域60的光斑按预设倍率缩小后垂直投射至分光棱镜20的入射面21。其中，测量工作距离为待测光斑区域60与光学镜头10的镜头入射面11之间的距离。设置预设值参数能够有效地减少镜头所产生的畸变和像差，进一步减小像差所带来的测量误差，从而提升色度计测量的准确性。
在一些实施方案中，滤光组件30与传感器40一一对应，其中，滤光组件30分别镀有符合CIE1931标准的光谱刺激值匹配的滤光膜。滤光组件30包括X分量滤光片31、Y分量滤光片32、Z分量滤光片33和中性密度滤光片34，其中，中性密度滤光片34用于衰减光束的光强。
本申请实施例中，CIE1931色度标准代表了人眼视场的色觉平均特性。通过镀有滤光膜实现对光束的过滤，其中，通过滤光组件30的辐射亮度以及光谱透过率，实现根据传感器40的光谱响应进行校正滤光组件30。示例性地，滤光组件30包括X分量滤光片31、Y分量滤光片32和Z分量滤光片33，例如光束透过Z分量滤光片33后，以平行光束被光学传感器40接收，光束到达传感器40表面的辐射亮度为Lk＝∫Lλ)Tk(λ)dλ，Lk为通过滤光k的辐射亮度，Lλ)为滤光片入射面21处波长为λ的辐照度，Tk(λ)为滤光片k在波长λ处的光谱透过率。其中，滤光组件30的滤光片分别与传感器40对应，例如Z分量滤光片33与传感器40相对，使得光束经Z分量滤光片33完全射入传感器40。
例如波长为λ的光束穿过X分量滤光片31，与X分量滤光片31对应的传感器40所得到的色度值为Lx＝∫Lλ)Tx(λ)Rx(λ)dλ。波长为λ的光束穿过Y分量滤光片32，与Y分量滤光片32对应的传感器40的色度值为Ly＝∫Lλ)Ty(λ)Ry(λ)dλ。波长为λ的光束穿过Z分量滤光片33，与Z分量滤光片33对应的传感器40的色度值为Lz＝∫Lλ)Tz(λ)Rz(λ)dλ。
通过不同的滤光片对等同的光束进行分光，三原色光刺激的综合结果以X，Y，Z表示，形成了XYZ测色系统。其中，X原色相当于饱和度比红光谱还要高的红紫，Y原色相当于饱和度比520纳米的绿光谱还要高的绿，Z原色相当于饱和度比477纳米的蓝光谱还要高的蓝。设置对应的滤光片实现对其的过滤处理，使得过滤后的光束与传感器40适配，从而实现光的色度值进行测试。
设置中性密度(Neutral Density，ND)滤光片34用于光强衰减，使得可见光区到近红外光区范围的光通过中性密度滤光片34后，不同波长均按同一比例衰减，实现光学元件在宽波段内保持近似于相等的光能量透过率。
在一些实施方案中，结合图1所示，色度计还包括光源阻断器50，光源阻断器50位于光学镜头10与分光棱镜20之间，并用于隔断光线沿光学镜头10射入分光棱镜20。
本申请实施例中，光源阻断器50能够位于光学镜头10的镜头射出面之后，能够阻隔镜头射出面射出的光束。示例性地，当传感器40未接收到光束时，光源阻断器50关闭；当传感器40接收滤光组件30过滤后的光束，并进行感应计算时，光源阻断器50开启，能够有效地在传感器40对光进行校准时阻挡光学镜头10引导光线的干扰。
参见图5所示，图5示出了本申请提供的一种色度计的一实施例的分光棱镜20内部的光路示意图。
在一些实施方案中，结合图4和图5，分光棱镜20还包括出射面23，出射面23与光学镜头10对应，并接收光学镜头10射出的光线；分光棱镜20的分光为四等分，并分别从出射面23射出，其中，滤光组件30与分光棱镜20的出射面23一一对应，四等分为光线的能量等分。
分光棱镜20用于将入射光按照设定比例进行分割，其中，本申请所使用的分光棱镜20为透明介质，其结构形状为长方体切除一个角后，并对其余平面进行切割的不规则多面体结构。分光棱镜20包括一个入射面21、三个反射面24(图中未示出三个反射面24)，两个分光面22和三个出射面23，其中，入射面21、反射面24和出射面23位于分光棱镜20的外部，分光面22位于分光棱镜20的内侧，其中，入射面21分别与反射面24、出射面23连接；三个出射面23相互连接。分光面22位于分光棱镜内部，其中第一个分光面22与入射面21和出射面23呈45度夹角。第二个分光面22与第一个分光面22相接，并分别与出射面23呈45度夹角设置。
当光学镜头10平行射出光线，入射面21接收光线，并平行射入分光棱镜20内部，分光面22对光线进行分光为多个光束，其中，光线分光的光束之间呈相互垂直或相互平行关系。
本申请实施例中，通过四等分的进行测量，其中每一个光束的能量为原光线的四分之一。在满足对光的三刺激值的测试的同时，还设有对光的亮度的检测，在满足测试准确率的情况下结构简单。
示例性地，入射面21与一个出射面23呈平行关系，与其余出射面呈垂直关系，不同出射面23之间相互垂直，分光面22与入射面21之间呈一定夹角设置，其中，本申请中分光面22与入射面21之间的夹角为45度。不同分光面22之间相互垂直。
结合图5所示，光线在分光棱镜20中的分光过程为：光线A平行射入分光棱镜20的入射面21，并由分光面22分为光束B和光束C，呈与分光面22为45度夹角的关系进行分光，其中光束B经由反射面24反射，水平再一次射入同一分光面22，并由分光面22分光为光束D和光束E，光束D竖直射出分光棱镜20，光束E水平射出分光棱镜20；光束C水平射入另一个分光面22，并由分光面22分光为光束G和光束F。其中，光束G竖直射出分光棱镜20，光束F水平射出分光棱镜20。光束D、E、F、G分别从出射面23射出。其中，光束E和光束F相互平行，并从同一出射面23射出。
光线在分光棱镜20内执行反射、分光动作，其中反射面24能够有效地防止漏光，分光面22的分光比为50:50。结合图3所示，待测光斑经过棱镜等分后，到达传感器40表面的能量也被等分为4份，即其中Ik为光束k照度，I为输入光束的总照度，α为光束在传输过程中的透过率。例如，光束在传输过程中穿过ND滤光片的透过率为0.7，光束的总照度为0.8，则ND滤光片对应的传感器40的亮度值为/>
结合图3中图(a)所示的X、Y和Z曲线所示，在不同波长段时的传感器40的光谱响应情况，在不同波段的传感器40的灵敏度和信噪比不同，因此将过滤组件30进行光谱响应的校对，以便于传感器40的光电转换。图3中图(c)所示，经矫正后，传感器40对各波长的光的响应结果。
参见图6所示，图6示出了本申请提供的一种色度计的一实施例的信号传输流程图。
在一些实施方案中，传感器40包括光感单元41、放大电路42和模数转换单元43，光感单元41用于感应滤光组件30过滤后的光束，并产生光信号；放大电路42与光感单元41连接，用于接收光感单元41的光信号，并将光信号转换为电信号；模数转换单元43与放大电路42连接，接收电信号并转换为数字信号，其中，数字信号包括光束的亮度值和色度值。
本申请实施例中，光束穿过滤光组件30过滤后射入传感器40的光感单元41，光感单元41连接放大电路42，完成光信号和电信号之间的转换，放大电路42接收电信号并转换为数字信号，其中，所生成的数字信号经由信号采集电路44进行采集，以数值展现测量结果。示例性地，本申请中采用四个传感器40，四个传感器40产生的数字信号均传输至信号采集电路44。
参见图7所示，图7示出了本申请提供的一种色度计的光学镜头10的一实施例的结构示意图。
在一些实施方案中，光学镜头10的成像面13与分光棱镜20的入射面21重合。
本申请实施例中，后截距表示光学镜头10最后一个光学镜片表面的顶点到像面的距离，其中光学镜头10的后截距的成像面13在分光棱镜20的入射面21表面，有效地满足从光学镜头10射出表面经过分光棱镜20后到达传感器40表面的有效光程为D＝s1+n1s2+n2s3，其中，s1为光学镜头10出射面23到棱镜入射面21的距离，s2为光线从分光棱镜20的入射面21到出射面23所经过的路径长度，s3为滤光片的厚度，n1为棱镜介质的折射率，n2为滤光片介质的折射率。即传感器40不遗漏光束的检测。
参见图8所示，图8示出了本申请提供的一种分光测量方法的一实施例的流程示意图。
本发明还提供了一种分光测量方法，应用于上述的色度计，色度计包括光学镜头10、分光棱镜20、滤光组件30和传感器40，分光测量方法包括，
步骤S1，光学镜头10获取待测光斑区域60的光斑，并引导待测光斑区域60的光线。
用于获取待测光斑区域60的光斑并聚焦至分光棱镜20的入射面21，便于后续分光。
步骤S2，分光棱镜20接收光学镜头10射出的光线，并进行分光。
分光棱镜20内部设有分光面22，由入射面21射入的光线经分光面22分光为多个光束，其中，分光棱镜20对光线的分光为光谱能量的等分，有效地避免了现有技术中分光取决于光纤的排布的问题，并提高检测的准确率。
步骤S3，滤光组件30接收分光棱镜20分光后射出的光束，并对光束进行滤光。
滤光组件30根据传感器40光谱响应进行校准，能够使其过滤后的光束检测准确率更高。
步骤S4，传感器40接收滤光组件30过滤后的光束，并输出感应结果，其中，感应结果包括待测光斑区域60的光斑的色度值和亮度值。
传感器40感应，并通过信号采集电路44显示待测区域的亮度值和色度值。
本申请实施例中，有效地避免了因光学衍射所产生的测量不稳定的问题，提高了在不稳定的光学测量条件下色度计的测量精度。从而避免出现光纤分光受限于光纤排布方式的情况。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均应携带在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种色度计，其特征在于，包括：
光学镜头，所述光学镜头用于引导光线；
分光棱镜，所述分光棱镜包括入射面和分光面，所述入射面接收所述光学镜头射出的所述光线，所述分光面对所述光线进行分光；
滤光组件，所述滤光组件用于接收所述分光棱镜分光后射出的光束，并进行滤光；
传感器，所述传感器用于感应所述滤光组件过滤后的所述光束，并输出所述光束的色度值和亮度值。
2.根据权利要求1所述的色度计，其特征在于，所述光学镜头具有预设值参数，所述预设值参数包括所述光学镜头与待测光斑区域的测量工作距离和所述光学镜头的放大倍率，其中，所述光学镜头用于引导所述待测光斑区域的所述光线。
3.根据权利要求1所述的色度计，其特征在于，所述滤光组件与所述传感器一一对应，其中，所述滤光片分别镀有符合CIE1931标准的光谱刺激值匹配的滤光膜。
4.根据权利要求3所述的色度计，其特征在于，所述滤光组件包括X分量滤光片、Y分量滤光片、Z分量滤光片和中性密度滤光片，其中，所述中性密度滤光片用于衰减所述光束的光强。
5.根据权利要求1所述的色度计，其特征在于，所述色度计还包括光源阻断器，所述光源阻断器位于所述光学镜头与所述分光棱镜之间，并用于隔断所述光线沿所述光学镜头射入所述分光棱镜。
6.根据权利要求1所述的色度计，其特征在于，所述分光棱镜还包括出射面，所述出射面与所述光学镜头对应，并接收所述光学镜头射出的所述光线；所述分光棱镜的分光为四等分，并分别从所述出射面射出，其中，所述滤光组件与所述分光棱镜的出射面一一对应，所述四等分为所述光线的能量等分。
7.根据权利要求6所述的色度计，其特征在于，所述分光棱镜包括一个入射面、三个反射面，两个分光面和三个出射面，其中，所述入射面、所述反射面和所述出射面位于所述分光棱镜的外部，所述分光面位于所述分光棱镜的内侧，其中，所述入射面分别与所述反射面、所述出射面连接；三个所述出射面相互连接；
当所述光学镜头平行射出所述光线时，所述入射面接收所述光线，并平行射入所述分光棱镜内部，所述分光面对所述光线进行分光为多个光束，其中，所述光线分光的所述光束之间呈相互垂直或相互平行关系。
8.根据权利要求1所述的色度计，其特征在于，所述传感器包括光感单元、放大电路和模数转换单元，所述光感单元用于感应所述滤光组件过滤后的所述光束，并产生光信号；所述放大电路与所述光感单元连接，用于接收所述光感单元的光信号，并将所述光信号转换为电信号；所述模数转换单元与所述放大电路连接，接收所述电信号并转换为数字信号，其中，所述数字信号包括所述光束的亮度值和色度值。
9.根据权利要求1所述的色度计，其特征在于，所述光学镜头的成像面与所述分光棱镜的所述入射面重合。
10.一种分光测量方法，应用于权利1至9任一项所述的色度计，所述色度计包括光学镜头、分光棱镜、滤光组件和传感器，其特征在于，包括，
所述光学镜头获取待测光斑区域的光斑，并引导所述待测光斑区域的光线；
所述分光棱镜接收所述光学镜头射出的所述光线，并进行分光；
所述滤光组件接收所述分光棱镜分光后射出的光束，并对所述光束进行滤光；
所述传感器接收所述滤光组件过滤后的所述光束，并输出感应结果，其中，所述感应结果包括所述待测光斑区域的所述光斑的色度值和亮度值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310658744.1A CN116678499A (zh) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | 一种色度计和分光测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310658744.1A CN116678499A (zh) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | 一种色度计和分光测量方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116678499A true CN116678499A (zh) | 2023-09-01 |
Family
ID=87784964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310658744.1A Pending CN116678499A (zh) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | 一种色度计和分光测量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116678499A (zh) |
-
2023
- 2023-06-05 CN CN202310658744.1A patent/CN116678499A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102069935B1 (ko) | 디스플레이를 테스트하기 위한 색채측정기 시스템 | |
| US6373568B1 (en) | Spectral imaging system | |
| KR102117734B1 (ko) | 분광기를 이용하여 특수 설계된 패턴 폐루프 보정에 의한 고 정확도의 영상 색도계 | |
| US9076363B2 (en) | Parallel sensing configuration covers spectrum and colorimetric quantities with spatial resolution | |
| TWI445933B (zh) | 具有面積縮放測光器之顏色偵測器 | |
| CN212133888U (zh) | 基于辐射光谱的彩色ccd自标定测温装置 | |
| US5149182A (en) | Optical filter for an optical measurement instrument | |
| KR20190048918A (ko) | 분광복사 및 색채휘도 동시 측정 장치 및 측정 방법 | |
| CN116678499A (zh) | 一种色度计和分光测量方法 | |
| CN111649830A (zh) | 基于辐射光谱的彩色ccd自标定测温装置和方法 | |
| US20240264454A1 (en) | Imager and spot sampler with translatable stage | |
| CN217358748U (zh) | 一种提高光谱成像仪精确度的装置及光谱成像系统 | |
| JPH0546885B2 (zh) | ||
| CN114739905A (zh) | 一种双光路光谱仪及测色装置与校准方法 | |
| JP6631001B2 (ja) | 刺激値直読型の測色計 | |
| CN212459386U (zh) | 一种光学测量仪器 | |
| US20190063995A1 (en) | Color parameter measurement device and color parameter measurement method | |
| CN111504465A (zh) | 色度计匹配方法、色度计、色度计校正方法及系统 | |
| TWI404922B (zh) | Spectral spectral measurement system | |
| RU2405130C1 (ru) | Цветоизмерительное устройство и способ измерения и калибровки цвета с его использованием | |
| JPH05203495A (ja) | 色彩計及び色彩計の測色方法 | |
| CN216669001U (zh) | 一种分光滤镜轮及自标定的滤镜式成像色度计 | |
| JP7286014B2 (ja) | 高感度非接触式色度測定装置 | |
| CN114441042A (zh) | 一种基于多传感器的亮度色度测量系统与方法 | |
| JPH0843206A (ja) | 光束の色度検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |