CN116717741B - 多光谱光源 - Google Patents

Abstract

本申请涉及模拟光谱光源技术领域，尤其涉及一种多光谱光源，包括：基板。基板的同一面设置有若干全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠。全光谱灯珠均匀分布于基板，双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠均匀穿插于全光谱灯珠的间隔处。通过若干全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠同时发光，使各灯珠的光线形成互补，模拟连续光谱的太阳光模拟光谱，基板处的所有灯珠呈均匀分布的状态，使光源照射的光斑均匀。以LED灯珠作为发光体，使多光谱光源的辐照稳定、光束准直。如此，模拟连续光谱的太阳光模拟光源，使光源照射的光斑均匀、辐照稳定、光束准直。

Description

多光谱光源

技术领域

本申请涉及模拟光谱光源技术领域，尤其涉及一种多光谱光源。

背景技术

在摄像头标定、光伏器件的测试和研究等领域往往需要太阳光或者接近太阳光的光源提供照射，以提供接近地球表面太阳光谱的辐射环境。但是如果采用太阳光提供辐射环境则需要在白天并且在户外进行工作，工作环境和时间具有局限性。通过模拟太阳光光源可以提供接近地球表面太阳光谱的辐射环境，包括可见光、紫外光、红外光等，实现不间断的光辐照条件，使实验、生产不受环境的约束，使用户可足不出户的完成需要太阳光照条件的生产。

目前常用的太阳光模拟光源一般选用的是氙灯或者汞灯，氙灯具有光谱连续，且可见光部分能量分布接近太阳光谱的优点，可是缺少紫外和近红外的光谱成分；汞灯所发出的光其光谱为特征谱线，典型波长为254nm、313nm、550nm，以及紫外成分，不过可见光部分光谱不连续。上述两种光源还有寿命短，发热大，体积大，以及含有汞蒸汽和氙气等有害成分。

LED光源具有发光效率高、寿命长、能耗低以及稳定性好等特点，但是LED光源的光谱能量单一，难以模拟连续光谱的太阳光模拟光源。

可见，如何模拟连续光谱的太阳光模拟光源，并使光源照射的光斑均匀、辐照稳定、光束准直是亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供的一种多光谱光源，旨在解决现有技术中如何模拟连续光谱的太阳光模拟光源，并使光源照射的光斑均匀、辐照稳定、光束准直的技术问题。

本申请提供的一种多光谱光源，包括：

基板，所述基板的同一面设置有若干全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠；

所述全光谱灯珠均匀分布于所述基板，所述双色紫外灯珠、所述紫外灯珠、所述黄灯灯珠、所述红灯灯珠以及所述近红外灯珠均匀穿插于所述全光谱灯珠的间隔处；

所述基板处的所有灯珠呈均匀分布的状态，所述基板处的灯珠均为LED灯珠；

其中，所述全光谱灯珠、所述双色紫外灯珠、所述紫外灯珠、所述黄灯灯珠、所述红灯灯珠以及所述近红外灯珠的数量之间的比例关系为16：1：1：1：4：2。

更进一步地，所述双色紫外灯珠发射的光的峰值波长为365nm和405nm，所述紫外灯珠发射的光的峰值波长为430nm-435nm，所述黄灯灯珠发射的光的峰值波长为500nm-505nm。

更进一步地，所述红灯灯珠包括第一红灯灯珠、第二红灯灯珠、第三红灯灯珠和第四红灯灯珠；

所述第一红灯灯珠发射的光的峰值波长为670nm-675nm，所述第二红灯灯珠发射的光的峰值波长为700nm-705nm，所述第三红灯灯珠发射的光的峰值波长为730nm-740nm，所述第四红灯灯珠发射的光的峰值波长为760nm-780nm。

更进一步地，所述近红外灯珠包括第一近红外灯珠和第二近红外灯珠；

所述第一近红外灯珠发射的光的峰值波长为850nm-880nm，所述第二近红外灯珠发射的光的峰值波长为805nm-825nm。

更进一步地，本申请提出的多光谱光源还包括罩壳和匀光件，所述罩壳的内表面为镜面反射面，所述罩壳设置有出光口，所述基板安装于所述罩壳内，所述匀光件安装于所述出光口，所述罩壳内的光线经所述匀光件匀化后射出。

更进一步地，所述匀光件是单面磨砂的磨砂玻璃，所述匀光件的磨砂面朝向所述罩壳内部。

更进一步地，所述匀光件包括玻璃板，所述玻璃板的一面均匀粘附有玻璃砂，所述玻璃砂占满所述玻璃板的一面，所述玻璃砂的堆积层数为一层至三层，所述玻璃砂的粒度为150目至300目，所述玻璃板粘附有所述玻璃砂的一面朝向所述罩壳内部。

更进一步地，所述匀光件包括：

支撑部，所述支撑部为圆筒状；

聚光部，所述聚光部安装于所述支撑部的入射口，所述聚光部的中心轴线与所述支撑部的中心轴线重合，所述聚光部的焦点位于所述支撑部的中心轴线；

匀光棒，所述匀光棒固定安装于所述支撑部内，所述匀光棒的中心轴线与所述支撑部的中心轴线重合；以及

散光部，所述散光部安装于所述支撑部的出射口，所述散光部的中心轴线与所述支撑部的中心轴线重合；

其中，所述聚光部聚合所述罩壳内的光线并在所述匀光棒的入射端的端面范围内形成光斑；

所述匀光棒将聚合后的光束匀化，所述散光部将匀化后的光束扩散后使光线从所述出射口射出。

更进一步地，所述聚光部与所述散光部均为凸透镜；

所述支撑部的入射口设置有第一螺纹，所述支撑部的出射口均设置有第二螺纹；

所述聚光部的边缘与所述第一螺纹相适配，所述散光部的边缘与所述第二螺纹相适配。

更进一步地，所述匀光棒的入射端设置有第一固定环，所述匀光棒的出射端设置有第二固定环；

所述第一固定环的内圈与所述匀光棒的入射端相适配，并对所述匀光棒的入射端进行卡接；

所述第一固定环的外径与所述支撑部的内径相适配；

所述第二固定环的内圈与所述匀光棒的出射端相适配，并对所述匀光棒的出射端进行卡接；

所述第二固定环外径与所述支撑部的内径相适配；

所述第一固定环与所述第二固定环之间设置有圆台形的遮光筒，所述遮光筒的内壁为镜面反射面；

所述遮光筒的一端与所述第一固定环的外圈相适配，并与所述第一固定环的外圈相连；

所述遮光筒的另一端与所述第二固定环的内圈相适配，并与所述第二固定环的内圈相连。

本申请所达到的有益效果是：

本申请提出的一种多光谱光源，包括：基板。基板的同一面设置有若干全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠。全光谱灯珠均匀分布于基板，双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠均匀穿插于全光谱灯珠的间隔处。基板处的所有灯珠呈均匀分布的状态，基板处的灯珠均为LED灯珠。其中，全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠的数量之间的比例关系为16：1：1：1：4：2。通过若干全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠同时发光，使各灯珠之间的光线形成互补，进而模拟连续光谱的太阳光模拟光谱，将全光谱灯珠均匀分布于基板，并使双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠均匀穿插于全光谱灯珠的间隔处，使光源照射的光斑均匀。以LED灯珠作为发光体，使多光谱光源的辐照稳定、光束准直。如此，通过LED光源模拟连续光谱的太阳光模拟光源，并使光源照射的光斑均匀、辐照稳定、光束准直。

附图说明

图1是本发明其中一个实施例中灯珠在基板的布局图；

图2是本发明其中一个实施例中灯珠按图1排布时多光谱光源模拟光谱与“GB/T12637 太阳模拟器通用规范”中定义的AM1.5标准太阳光谱的对比图；

图3是本发明其中一个实施例中灯珠在基板的布局图；

图4是本发明其中一个实施例中灯珠按图3排布时多光谱光源模拟光谱与“GB/T12637 太阳模拟器通用规范”中定义的AM1.5标准太阳光谱的对比图；

图5是本发明其中一个实施例多光谱光源的剖视图；

图6是本发明其中一个实施例多光谱光源的立体结构剖视图；

图7是本发明其中一个实施例多光谱光源的剖视图。

主要元件符号说明：

10、多光谱光源；20、罩壳；21、出光口；30、匀光件；31、支撑部；311、入射口；312、出射口；32、聚光部；33、匀光棒；34、散光部；35、第一固定环；36、第二固定环；37、遮光筒；40、基板；50、灯珠。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。此外，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的应用和/或其它材料的使用。

实施例一

在本申请的一些实施例中，本申请提出的一种多光谱光源，包括：基板。基板的同一面设置有若干全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠。

全光谱灯珠均匀分布于基板，双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠均匀穿插于全光谱灯珠的间隔处。基板处的所有灯珠呈均匀分布的状态，基板处的灯珠均为LED灯珠。其中，全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠的数量之间的比例关系为16：1：1：1：4：2。

通过若干全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠同时发光，使各灯珠之间的光线形成互补，进而模拟连续光谱的太阳光模拟光谱，将全光谱灯珠均匀分布于基板，并使双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠均匀穿插于全光谱灯珠的间隔处，使光源照射的光斑均匀。以LED灯珠作为发光体，使多光谱光源的辐照稳定、光束准直。

如此，通过LED光源模拟连续光谱的太阳光模拟光源，并使光源照射的光斑均匀、辐照稳定、光束准直。

在本申请的一些实施例中，以全光谱灯珠作为主要的光线发射源，全光谱灯珠发射的光线的光谱最接近太阳光光谱，但是还缺少部分波段的光线。对全光谱灯珠发射的光线的光谱进行检测，确定缺少的光线波段。根据检测结果中确定的缺少的光线波段，对LED灯珠进行选型，确定通过双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠与全光谱灯珠进行调配，使多光谱光源发射的光束的光谱更加接近太阳光光谱。

全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠的数量之间的比例关系为16：1：1：1：4：2。通过对各种规格的灯珠之间的数量进行调配，在保证多光谱光源照度的同时，使多光谱光源光线的均匀性符合预期要求，并且使多光谱光源发射的光束的光谱更加接近太阳光光谱。

基板处设置有电路，按照设计电路，将全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠贴片于基板的同一面，并使全光谱灯珠均匀分布于基板，双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠均匀穿插于全光谱灯珠的间隔处。如此，形成多光谱光源，并使多光谱光源发射的光束接近太阳光光谱，并使光线的辐照均匀性符合预期要求。

在本申请的一些实施例中，双色紫外灯珠发射的光的峰值波长为365nm和405nm，紫外灯珠发射的光的峰值波长为430nm-435nm，黄灯灯珠发射的光的峰值波长为500nm-505nm。

通过双色紫外灯珠、紫外灯珠以及黄灯灯珠对365nm波长、405nm波长、430nm-435nm波长、500nm-505nm波长的光进行补充，结合全光谱灯珠，使多光谱光源发射的光束的光谱更加接近太阳光光谱。

在本申请的一些实施例中，红灯灯珠包括第一红灯灯珠、第二红灯灯珠、第三红灯灯珠和第四红灯灯珠。第一红灯灯珠发射的光的峰值波长为670nm-675nm，第二红灯灯珠发射的光的峰值波长为700nm-705nm，第三红灯灯珠发射的光的峰值波长为730nm-740nm，第四红灯灯珠发射的光的峰值波长为760nm-780nm。第一红灯灯珠、第二红灯灯珠、第三红灯灯珠和第四红灯灯珠的数量之间的比例关系为1：1：1：1。

通过四种红灯灯珠（第一红灯灯珠、第二红灯灯珠、第三红灯灯珠以及第四红灯灯珠）对670nm-675nm波长、700nm-705nm波长、730nm-740nm波长、760nm-780nm波长的光进行补充，结合全光谱灯珠，使多光谱光源发射的光束的光谱更加接近太阳光光谱。

在本申请的一些实施例中，近红外灯珠包括第一近红外灯珠和第二近红外灯珠。第一近红外灯珠发射的光的峰值波长为850nm-880nm，第二近红外灯珠发射的光的峰值波长为805nm-825nm。第一近红外灯珠和第二近红外灯珠的数量之间的比例关系为1：1。

通过两种近红外灯珠（第一近红外灯珠和第二近红外灯珠）对850nm-880nm波长、805nm-825nm波长的光进行补充，结合全光谱灯珠，使多光谱光源发射的光束的光谱更加接近太阳光光谱。

请参阅图1至图2，在本申请的一些典型的应用场景中，全光谱灯珠的数量可以为16个，分别编号为LED1、LED2、LED3、LED4、LED8、LED9、LED10、LED11、LED15、LED16、LED17、LED18、LED22、LED23、LED24、LED25；双色紫外灯珠的数量为1个，编号为LED5，发射的光的峰值波长为365nm和405nm；紫外灯珠的数量为1个，编号为LED6，发射的光的峰值波长为430-435nm；黄灯灯珠的数量为1个，编号为LED7，发射的光的峰值波长为500nm-505nm；第一红灯灯珠的数量为1个，编号为LED12，发射的光的峰值波长为670nm-675nm；第二红灯灯珠的数量为1个，编号为LED13，发射的光的峰值波长为700nm-705nm；第三红灯灯珠的数量为1个，编号为LED14，发射的光的峰值波长为730nm-740nm；第四红灯灯珠的数量为1个，编号为LED19，发射的光的峰值波长为760nm-780nm；第一近红外灯珠的数量为1个，编号为LED20，发射的光的峰值波长为850nm-880nm；第二近红外灯珠的数量为1个，编号为LED21，发射的光的峰值波长为805nm-825nm。

请参阅图1至图2，16个全光谱灯珠按4×4的矩阵均匀排布于基板的一面，双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、第一红灯灯珠、第二红灯灯珠、第三红灯灯珠、第四红灯灯珠、第一近红外灯珠和第二近红外灯珠均匀穿插于全光谱灯珠的间隔处。双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、第一红灯灯珠、第二红灯灯珠、第三红灯灯珠、第四红灯灯珠、第一近红外灯珠和第二近红外灯珠均分别与4个全光谱灯珠相邻，使9个灯珠按3×3矩阵排布。如此，将25个灯珠均匀排布于基板，使各灯珠之间的光线形成互补，进而模拟连续光谱的太阳光模拟光谱，并使光源照射的光斑均匀、辐照稳定。

请参阅图3至图4，在本申请的一些实施例中，还可在全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、第一红灯灯珠、第二红灯灯珠、第三红灯灯珠、第四红灯灯珠、第一近红外灯珠和第二近红外灯珠形成的25个灯珠组合的基础上增设第一灯珠、第二灯珠、第三灯珠、第四灯珠、第五灯珠以及第六灯珠。其中，全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、第一红灯灯珠、第二红灯灯珠、第三红灯灯珠、第四红灯灯珠、第一近红外灯珠、第二近红外灯珠、第一灯珠、第二灯珠、第三灯珠、第四灯珠、第五灯珠以及第六灯珠的数量之间的比例关系为16：1：1：1：1：1：1：1：1：1：1：1：1：1：1：1。

在本申请的一些实施例中，第一灯珠的数量为1个，编号为LED26，发射的光的峰值波长为310nm-370nm；第二灯珠的数量为1个，编号为LED27，发射的光的峰值波长为380-400nm；第三灯珠的数量为1个，编号为LED28，发射的光的峰值波长为410nm-430nm；第四灯珠的数量为1个，编号为LED29，发射的光的峰值波长为540nm-590nm；第五灯珠的数量为1个，编号为LED30，发射的光的峰值波长为630nm-670nm；第六灯珠的数量为1个，编号为LED31，发射的光的峰值波长为700nm-720nm。如此，通过6种灯珠分别发射6种波长的光线对光束的互补做进一步的补充，形成31个灯珠的组合，进而使多光谱光源发射的光线光谱更加接近太阳光光谱。将第一灯珠、第二灯珠、第三灯珠、第四灯珠、第五灯珠以及第六灯珠均匀穿插于全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、第一红灯灯珠、第二红灯灯珠、第三红灯灯珠、第四红灯灯珠、第一近红外灯珠和第二近红外灯珠形成的25个灯珠之间，以使发射的光线更加均匀。

请参阅图5，在本申请的一些实施例中，本申请提出的多光谱光源10还包括罩壳20和匀光件30，罩壳20的内表面为镜面反射面，罩壳20设置有出光口21，基板40安装于罩壳20内，匀光件30安装于出光口21，罩壳20内的光线经匀光件30匀化后射出。

可通过镀膜或者贴膜的方式在罩壳20内表面形成镜面反射面，基板40安装于罩壳20内，基板40安装有灯珠50的一面朝向罩壳20的出光口21。基板40中的灯珠50发射出的光线向出光口21传播，并经过匀光件30匀化后射出，以使多光谱光源10中各灯珠50发射的光线混合均匀后从再向外照射，进而形成辐照均匀的光斑。照射在罩壳20内壁的光线，经罩壳20内壁镜面反射后从匀光件30向外射出，如此，减小光损，提高多光谱光源10的光效率。

实施例二

请参阅图5，在本申请的一些实施例中，匀光件30是单面磨砂的磨砂玻璃，匀光件30的磨砂面朝向罩壳20内部。匀光件30的磨砂面的粗糙度为1.6μm-12.5μm，匀光件30的厚度为1mm-3mm，匀光件30的透光率为80%-95%。

基板40安装于罩壳20内，基板40中各灯珠50发射的光线形成光束后向罩壳20的出光口21方向传播，光束经过匀光件30匀化后向多光谱光源10外照射。匀光件30为单面磨砂的磨砂玻璃，匀光件30的磨砂面朝向罩壳20内部，来自基板40的光束照射在匀光件30的磨砂面上。由于匀光件30的磨砂面具有一定的粗糙度，因此，当光束照射在匀光件30的磨砂面时，光束中的光线从磨砂面不同角度的起伏处向匀光件30内射入，进而使光束中的光线以多个入射角进入匀光件30内，进而使光线透过匀光件30后光束中的光线分布更加均匀，进而使光源照射的光斑均匀、辐照稳定。

如果使单面磨砂玻璃的光面朝向罩壳20内，虽然透过匀光件30的光线出匀光件30时因磨砂面的作用会以多个出射角射出匀光件30，同样能达到使光斑均匀的效果，但是当光线从光面进入匀光件30时，部分光线会被光面反射，从而造成光损，降低光效率。如果采用双面磨砂的磨砂玻璃，则会降低匀光件30的透光率，导致匀光件30的透光率小于80%，也会降低光效率，因此采用单面磨砂的磨砂玻璃并使磨砂面朝向罩壳20内部，能使光斑均匀并保证光效率。

如果匀光件30磨砂面的粗糙度过小，则会造成磨砂面过于光滑，而难以达到使光斑均匀的效果；如果匀光件30磨砂面的粗糙度过大，则会降低匀光件30的透光率，导致匀光件30的透光率小于80%，进而降低光效率；将匀光件30的磨砂面的粗糙度限定为1.6μm-12.5μm，能在使光斑的均匀性在预期范围内的同时保证光效率，使足够的光线能通过匀光件30，进而使照射效果符合预期要求。

将匀光件30的厚度限定在1mm-3mm，能在保证匀光件30结构强度的同时，降低光损，保证光效率在预期范围内。将匀光件30的透光率限定在80%-95%，能有效降低匀光件30的采购成本，并减少光线透过匀光件30时产生的光损，保证光效率在预期范围内。

在本申请的一些实施例中，在形成单面磨砂玻璃过程中，可先选用厚度在1mm-3mm的玻璃板，并将玻璃板加工成预期的形状。用石蜡或者树脂将玻璃板的一面涂满，以对玻璃板的一面形成保护。再将玻璃板浸泡至蚀刻液中，其中，蚀刻液中的组分重量配比为15重量份的氟化铵、8重量份的草酸、10重量份的硫酸铵、40重量份的甘油以及10重量份的热水，蚀刻液的温度保持在40℃-60℃，浸泡时间为2min-3min。浸泡完成后，将玻璃板从蚀刻液中取出，再用清水对玻璃板进行冲洗。通过蚀刻液对玻璃板的一面进行腐蚀，并通过石蜡或者树脂对玻璃板的另一面进行保护，以得到单面磨砂的磨砂玻璃，其磨砂面的粗糙度为1.6μm-12.5μm，并使磨砂玻璃的透光率达到80%-95%。当基板40上的各灯珠50发射的光线形成光束后向罩壳20的出光口21方向传播，光束经过匀光件30匀化后向多光谱光源10外照射，当光束照射在匀光件30的磨砂面时，光束中的光线从磨砂面不同角度的起伏处向匀光件30内射入，进而使光束中的光线以多个入射角进入匀光件30内，进而使光线透过匀光件30后光束中的光线分布更加均匀，进而使光源照射的光斑均匀、辐照稳定。将匀光件30的磨砂面的粗糙度限定为1.6μm-12.5μm，能在使光斑的均匀性在预期范围内的同时保证光效率，使足够的光线能通过匀光件30，进而使照射效果符合预期要求。将匀光件30的透光率限定在80%-95%，能有效降低匀光件30的采购成本，并减少光线透过匀光件30时产生的光损，保证光效率在预期范围内。

在本申请的一些实施例中，也可通过喷砂的方式使玻璃板的一面形成凹凸的表面，以提高玻璃板磨砂面的粗糙度。其中，用粒度为80目至100目的玻璃砂对玻璃板的一面进行喷射，喷砂气压为0.06MPa-0.12MPa，喷砂时间限定为30s-60s。如此，使匀光件30的磨砂面的粗糙度为1.6μm-12.5μm，并使磨砂玻璃的透光率达到80%-95%。当基板40上的各灯珠50发射的光线形成光束后向罩壳20的出光口21方向传播，光束经过匀光件30匀化后向多光谱光源10外照射，当光束照射在匀光件30的磨砂面时，光束中的光线从磨砂面不同角度的起伏处向匀光件30内射入，进而使光束中的光线以多个入射角进入匀光件30内，进而使光线透过匀光件30后光束中的光线分布更加均匀，进而使光源照射的光斑均匀、辐照稳定。将匀光件30的磨砂面的粗糙度限定为1.6μm-12.5μm，能在使光斑的均匀性在预期范围内的同时保证光效率，使足够的光线能通过匀光件30，进而使照射效果符合预期要求。将匀光件30的透光率限定在80%-95%，能有效降低匀光件30的采购成本，并减少光线透过匀光件30时产生的光损，保证光效率在预期范围内。

实施例三

请参阅图5，在本申请的一些实施例中，匀光件30包括玻璃板，玻璃板的一面均匀粘附有玻璃砂，玻璃砂占满玻璃板的一面，玻璃砂的堆积层数为一层至三层，玻璃砂的粒度为150目至300目，玻璃板粘附有玻璃砂的一面朝向罩壳20内部。

通过丝网印刷的方式将含有粒度为150目至300目的玻璃砂的蒙砂液涂覆于玻璃板的一面，以形成单面磨砂玻璃的匀光件30。通过丝网印刷的方式控制玻璃砂的堆积层数。如果玻璃砂的堆积层数过高，则会降低匀光件30的透光率。将玻璃砂的堆积层数限定为一层至三层，玻璃砂的粒度限定为150目至300目，可使匀光件30的磨砂面的粗糙度为1.6μm-12.5μm，并使磨砂玻璃的透光率达到80%-95%。当基板40上的各灯珠50发射的光线形成光束后向罩壳20的出光口21方向传播，光束经过匀光件30匀化后向多光谱光源10外照射，当光束照射在匀光件30的磨砂面时，光束中的光线从磨砂面不同角度的起伏处向匀光件30内射入，进而使光束中的光线以多个入射角进入匀光件30内，进而使光线透过匀光件30后光束中的光线分布更加均匀，进而使光源照射的光斑均匀、辐照稳定。将匀光件30的磨砂面的粗糙度限定为1.6μm-12.5μm，能在使光斑的均匀性在预期范围内的同时保证光效率，使足够的光线能通过匀光件30，进而使照射效果符合预期要求。将匀光件30的透光率限定在80%-95%，能有效降低匀光件30的采购成本，并减少光线透过匀光件30时产生的光损，保证光效率在预期范围内。

实施例四

请参阅图6至图7，在本申请的一些实施例中，匀光件30包括：支撑部31、聚光部32、匀光棒33以及散光部34。支撑部31为圆筒状，支撑部31的内表面为镜面反射面。聚光部32安装于支撑部31的入射口311，聚光部32的中心轴线与支撑部31的中心轴线重合，聚光部32的焦点位于支撑部31的中心轴线。匀光棒33固定安装于支撑部31内，匀光棒33的中心轴线与支撑部31的中心轴线重合。散光部34安装于支撑部31的出射口312，散光部34的中心轴线与支撑部31的中心轴线重合。其中，聚光部32聚合罩壳20内的光线并在匀光棒33的入射端的端面范围内形成光斑。匀光棒33将聚合后的光束匀化，散光部34将匀化后的光束扩散后使光线从出射口312射出。

匀光件30安装于罩壳20的出光口21，基板40安装于罩壳20内，基板40上的灯珠50发射的光线经匀光件30匀化后射出多光谱光源10外。在匀光件30中，支撑部31安装于罩壳20的出光口21，由支撑部31的入射口311与罩壳20的出光口21对接，聚光部32安装于支撑部31的入射口311，匀光棒33安装于支撑部31内，散光部34安装于支撑部31的出射口312。

基板40上的灯珠50均匀排布，且不同型号的灯珠50发射出的光线峰值波长有所不同，不同型号的灯珠50发射出的光线峰值波长形成互补，以使多光谱光源10发射的光线的光谱更加接近太阳光光谱。虽然在将各种灯珠50贴片于基板40时使灯珠50均匀分布，以使从基板40处发射出的光线更加均匀，但是不同的灯珠50发射的光线会形成多种光线的聚集区，各聚集区有重叠的区域，也有其各自的照射区域，因此难以形成均匀的混合光线。

基板40上的所有灯珠50发射的光线均朝向罩壳20的出光口21，而由于灯珠50出射角的原因，有部分光线会照射至罩壳20的内壁，罩壳20的内壁为镜面反射面，可将照射至罩壳20内壁的光线反射，进而使更多的光线向罩壳20的出光口21传播，提高光效率。

照射至罩壳20出光口21的所有光线均透过聚光部32，不同灯珠50发射的光线经聚光部32聚合后形成光密度增大的光斑，并照射在匀光棒33的入射端的端面，经匀光棒33入射端端面进入匀光棒33。聚合后的光束内的光线在匀光棒33内传播过程中进行多次反射，再从匀光棒33的出射端射出。由于在同一介质中，不同波长的光线的折射角不同，因此当经聚光部32聚合后的光线以不同的折射角进入匀光棒33，而由于各光线的折射角不同，其在匀光棒33中的反射角也会有所不同，因此当经聚光部32聚合后的光线经过匀光棒33后，从匀光棒33的出射端射出时，各种波长的光线在匀光棒33内充分混合，形成光线分布均匀的光束。经匀光棒33混合均匀的光束从匀光棒33的出射端射出后，照射至散光部34，通过散光部34增大光束的照射范围，以使多光谱光源10的照射范围符合预期要求。如此，基板40上所有灯珠50发射的光线经匀光件30匀化后向外射出，并形成预期的照射范围，进而实现模拟连续光谱的太阳光模拟光源的功能，并使光源照射的光斑均匀、辐照稳定、光束准直。

具体地，请参阅图6至图7，在本申请的一些实施例中，罩壳20的内表面为圆顶形，基板40安装于罩壳20内的顶部，基板40设置有灯珠50的一面朝向罩壳20的出光口21，匀光件30安装于罩壳20的出光口21。基板40上所有灯珠50发射的光线向匀光件30方向照射，而照射至罩壳20内表面的光线经罩壳20内表面反射后向匀光件30方向聚合，如此提高多光谱光源10的光效率。进入匀光件30的光束进匀光件30匀化后向外照射，进而实现模拟连续光谱的太阳光模拟光源的功能，并使光源照射的光斑均匀、辐照稳定、光束准直。

请参阅图6至图7，在本申请的一些实施例中，聚光部32与散光部34均为凸透镜。支撑部31的入射口311设置有第一螺纹，支撑部31的出射口312均设置有第二螺纹。聚光部32的边缘与第一螺纹相适配，散光部34的边缘与第二螺纹相适配。

基板40安装于罩壳20内的顶部，基板40设置有灯珠50的一面朝向罩壳20的出光口21，支撑部31安装于罩壳20的出光口21，由支撑部31的入射口311与罩壳20的出光口21对接，聚光部32安装于支撑部31的入射口311，匀光棒33安装于支撑部31内，散光部34安装于支撑部31的出射口312。

在本申请的一些实施例中，基板40上的灯珠50与聚光部32之间的距离L1与聚光部32的焦距D之间的关系配置为：2D＜L1＜3D。匀光棒33入射端端面与聚光部32之间的距离L2与聚光部32的焦距D之间的关系配置为：D＜L1＜2D。如此，使基板40上所有灯珠50发射的光线经聚光部32聚合后形成照射范围缩小的光斑，并使光斑照射在匀光棒33入射端的端面范围内。

聚光部32的边缘与设置于支撑部31入射口311的第一螺纹适配，将聚光部32安装于支撑部31入射口311时，通过聚光部32的边缘与第一螺纹配合，使聚光部32被固定于支撑部31的入射口311。当要调整聚光部32的轴向位置时，转动聚光部32，使聚光部32顺着第一螺纹在轴向方向上移动。当聚光部32的轴向位置发生改变后，聚光部32与基板40以及匀光棒33之间的距离也会随着发生改变，进而使聚光部32的焦距D与基板40上的灯珠50与聚光部32之间的距离L1以及匀光棒33入射端端面与聚光部32之间的距离L2之间的关系发生改变，进而使在匀光棒33入射端端面的形成的光斑的大小发生改变，各光线从匀光棒33入射端端面入射的入射角也发生改变，进而调整在匀光棒33入射端端面的形成的光斑的大小，以及调整多光谱光源10出射光束中光线的均匀度。可以理解的是，当在匀光棒33入射端端面的形成的光斑过大时，则会导致光斑的大小超出匀光棒33入射端端面的大小，进而造成光损，降低光效率；当在匀光棒33入射端端面的形成的光斑过小时，则会导致经聚光部32聚合后的光束过于集中，导致光束经过匀光棒33后的匀光效果降低。将聚合后的光斑面积S1与基板40的发光面积S2之间的关系配置为1/5＜S1/S2＜1/3，可使多光谱光源10出射光线的均匀度符合预期。

在本申请的一些实施例中，匀光棒33的横截面形状可以是圆形或者多边形，匀光棒33横截面的内接圆直径A与匀光棒33的长度B之间的关系可配置为1/3≤A/B≤1/2，可以理解的是，随着匀光棒33长度的增加，光线的均匀性呈现震荡上升，到达一定程度后继续增加长度难以使光线的均匀度实现明显的提升，反而降低光斑亮度，因此对匀光棒33的长度进行限制，使匀光棒33的匀光效果达到预期，并使光斑亮度在预期范围内。匀光棒33横截面的内接圆直径A与基板40的发光面积S2之间的关系配置为1/3＜A/S2，如此，使照射在匀光棒33入射端端面的光斑大小小于匀光棒33入射端端面大小。

在本申请的一些实施例中，经匀光棒33匀化后的光束照射至散光部34，再经散光部34扩大光斑的大小，使多光谱光源10的照射范围符合预期要求。其中，匀光棒33出射端端面与散光部34之间的距离l与散光部34的焦距d之间的关系配置为d＜l＜2d，以使从散光部34投射出的扩大的光斑。当要调整散光部34的轴向位置时，转动散光部34，使散光部34顺着第二螺纹在轴向方向上移动。当散光部34的轴向位置发生改变后，散光部34与匀光棒33之间的距离也会随着发生改变，进而使散光部34的焦距d与匀光棒33出射端端面与散光部34之间的距离l之间的关系发生改变，进而使从散光部34投射出光斑的大小发生改变。当然，也可调整散光部34的轴线位置，使从散光部34投射出的缩小的光斑，即通过散光部34进行聚光，使多光谱光源10向外照射的光斑大小符合预期要求。

请参阅图6至图7，在本申请的一些实施例中，匀光棒33的入射端设置有第一固定环35，匀光棒33的出射端设置有第二固定环36。第一固定环35的内圈与匀光棒33的入射端相适配，并对匀光棒33的入射端进行卡接。第一固定环35的外径与支撑部31的内径相适配。第二固定环36的内圈与匀光棒33的出射端相适配，并对匀光棒33的出射端进行卡接。第二固定环36外径与支撑部31的内径相适配。第一固定环35与第二固定环36之间设置有圆台形的遮光筒37，遮光筒37的内壁为镜面反射面。遮光筒37的一端与第一固定环35的外圈相适配，并与第一固定环35的外圈相连。遮光筒37的另一端与第二固定环36的内圈相适配，并与第二固定环36的内圈相连。

通过第一固定环35对匀光棒33的入射端进行固定，通过第二固定环36对匀光棒33的出射端进行固定，如此，通过第一固定环35以及第二固定环36将匀光棒33固定安装于支撑部31的内部，并使匀光棒33的中心轴线与支撑部31的中心轴线重合。

第一固定环35以及第二固定环36均可通过卡接的方式与支撑部31的内壁相连。具体地，可在支撑部31的内壁的相应位置设置卡接槽，可在第一固定环35以及第二固定环36的外圈均设置卡接凸起，卡接槽与卡接凸起相适配。当将第一固定环35以及第二固定环36安装于支撑部31内时，可将第一固定环35与第二固定环36推入支撑部31的相应位置，并使第一固定环35的卡接凸起卡入对应位置的卡接槽，是第二固定环36的卡接凸起卡入对应位置的卡接槽，如此，将将第一固定环35以及第二固定环36安装于支撑部31内并现在可拆卸的固定连接。

第一固定环35以及第二固定环36可通过卡接的方式与匀光棒33固定相连。具体地，可在匀光棒33的入射端设置第一凸起，可在匀光棒33的出射端设置第二凸起，可在第一固定环35的内圈处设置第一卡槽，可在第二固定环36的内圈处设置第二卡槽。当对匀光棒33进行安装时，将匀光棒33的入射端伸入第一固定环35的内圈，将匀光棒33的出射端伸入第二固定环36的内圈，转动匀光棒33，时第一凸起和第二凸起同时分别卡入第一卡槽和第二卡槽，从而实现对匀光棒33的固定。

当经聚光部32聚合后的光束照射到匀光棒33的入射端后进入匀光棒33，经匀光棒33匀化后从匀光棒33的出射端射出，并照射至散光部34。当聚合后的光束在匀光棒33内传播时，若有部分光线从匀光棒33的侧壁射出，则可通过遮光筒37的内壁进行镜面反射，使部分光线射回至匀光棒33，如此，减小光损，提高光效率。

基板40上所有灯珠50发射的光线经聚光部32聚合后形成照射范围缩小的光斑，使光斑照射在匀光棒33入射端的端面范围内。当经聚光部32聚合后的光线经过匀光棒33后，从匀光棒33的出射端射出时，各种波长的光线在匀光棒33内充分混合，形成光线分布均匀的光束。经匀光棒33混合均匀的光束从匀光棒33的出射端射出后，照射至散光部34，通过散光部34增大光束的照射范围，以使多光谱光源10的照射范围符合预期要求。如此，基板40上所有灯珠50发射的光线经匀光件30匀化后向外射出，并形成预期的照射范围，进而实现模拟连续光谱的太阳光模拟光源的功能，并使光源照射的光斑均匀、辐照稳定、光束准直。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多光谱光源，其特征在于，包括：

罩壳，所述罩壳设置有出光口；

基板，所述基板安装于所述罩壳内，所述基板的同一面设置有若干全光谱灯珠、双色紫外灯珠、紫外灯珠、黄灯灯珠、红灯灯珠以及近红外灯珠；

匀光件，所述匀光件安装于所述出光口，所述罩壳内的光线经所述匀光件匀化后射出；

其中，所述全光谱灯珠均匀分布于所述基板，所述双色紫外灯珠、所述紫外灯珠、所述黄灯灯珠、所述红灯灯珠以及所述近红外灯珠均匀穿插于所述全光谱灯珠的间隔处；

所述基板处的所有灯珠呈均匀分布的状态，所述基板处的灯珠均为LED灯珠；

所述全光谱灯珠、所述双色紫外灯珠、所述紫外灯珠、所述黄灯灯珠、所述红灯灯珠以及所述近红外灯珠的数量之间的比例关系为16：1：1：1：4：2；

所述匀光件包括：

支撑部，所述支撑部为圆筒状；

聚光部，所述聚光部安装于所述支撑部的入射口，所述聚光部的中心轴线与所述支撑部的中心轴线重合，所述聚光部的焦点位于所述支撑部的中心轴线；

匀光棒，所述匀光棒固定安装于所述支撑部内，所述匀光棒的中心轴线与所述支撑部的中心轴线重合；以及

散光部，所述散光部安装于所述支撑部的出射口，所述散光部的中心轴线与所述支撑部的中心轴线重合；

其中，所述聚光部聚合所述罩壳内的光线并在所述匀光棒的入射端的端面范围内形成光斑；

所述匀光棒将聚合后的光束匀化，所述散光部将匀化后的光束扩散后使光线从所述出射口射出；

所述聚光部与所述散光部均为凸透镜；

所述支撑部的入射口设置有第一螺纹，所述支撑部的出射口均设置有第二螺纹；

所述聚光部的边缘与所述第一螺纹相适配，所述散光部的边缘与所述第二螺纹相适配。

2.根据权利要求1所述的多光谱光源，其特征在于，所述双色紫外灯珠发射的光的峰值波长为365nm和405nm，所述紫外灯珠发射的光的峰值波长为430nm-435nm，所述黄灯灯珠发射的光的峰值波长为500nm-505nm。

3.根据权利要求1所述的多光谱光源，其特征在于，所述红灯灯珠包括第一红灯灯珠、第二红灯灯珠、第三红灯灯珠和第四红灯灯珠；

所述第一红灯灯珠发射的光的峰值波长为670nm-675nm，所述第二红灯灯珠发射的光的峰值波长为700nm-705nm，所述第三红灯灯珠发射的光的峰值波长为730nm-740nm，所述第四红灯灯珠发射的光的峰值波长为760nm-780nm。

4.根据权利要求1所述的多光谱光源，其特征在于，所述近红外灯珠包括第一近红外灯珠和第二近红外灯珠；

所述第一近红外灯珠发射的光的峰值波长为850nm-880nm，所述第二近红外灯珠发射的光的峰值波长为805nm-825nm。

5.根据权利要求1所述的多光谱光源，其特征在于，所述罩壳的内表面为镜面反射面。

6.根据权利要求1所述的多光谱光源，其特征在于，所述匀光件是单面磨砂的磨砂玻璃，所述匀光件的磨砂面朝向所述罩壳内部。

7.根据权利要求1所述的多光谱光源，其特征在于，所述匀光件包括玻璃板，所述玻璃板的一面均匀粘附有玻璃砂，所述玻璃砂占满所述玻璃板的一面，所述玻璃砂的堆积层数为一层至三层，所述玻璃砂的粒度为150目至300目，所述玻璃板粘附有所述玻璃砂的一面朝向所述罩壳内部。

8.根据权利要求1所述的多光谱光源，其特征在于，所述匀光棒的入射端设置有第一固定环，所述匀光棒的出射端设置有第二固定环；

所述第一固定环的内圈与所述匀光棒的入射端相适配，并对所述匀光棒的入射端进行卡接；

所述第一固定环的外径与所述支撑部的内径相适配；

所述第二固定环的内圈与所述匀光棒的出射端相适配，并对所述匀光棒的出射端进行卡接；

所述第二固定环外径与所述支撑部的内径相适配；

所述第一固定环与所述第二固定环之间设置有圆台形的遮光筒，所述遮光筒的内壁为镜面反射面；

所述遮光筒的一端与所述第一固定环的外圈相适配，并与所述第一固定环的外圈相连；

所述遮光筒的另一端与所述第二固定环的内圈相适配，并与所述第二固定环的内圈相连。