CN209470777U - 一种弱光信号采样机构 - Google Patents

Abstract

一种弱光信号采样机构，包括探测器组件、设在探测器组件上的采样外壳、对射入采样外壳内的弱光信号进行透射和反射并分别产生透射光信号和反射光信号的采样组件，采样组件设在采样外壳上，透射光信号射入探测器组件，反射光信号射向光谱采样器。弱光信号射入采样外壳内部，并经过采样组件透射和反射并分别产生透射光信号和反射光信号，透射光信号射入探测器组件，探测器组件对透射光信号进行光能量的测量，反射光信号射向外部光谱采样器，光谱采样器对反射光信号进行光谱测量，实现了弱光信号光谱和光能量同步测量的功能，并解决了传统积分球采集弱光信号时由于积分球内部漫反射造成的测量误差大、测量效率低的不足之处。

Description

一种弱光信号采样机构

技术领域

本实用新型涉及光测量技术领域，特别涉及一种弱光信号采样机构。

背景技术

传统技术一般通过积分球采集弱光信号，积分球是一种中空的球体，内壁涂有白色、均匀的漫反射层，对各种波长的入射光线具有高反射比，可对放置于其内部球心或球壁窗口上的光源进行光收集，通过球壁内表面多次漫反射，在球壁上某一个位置测量光照信号，从而来测量光源的光通量或辐通量或光谱、色度等参数。因此积分球被广泛用于各种光源灯具测试，以及显示屏测试等，是光学测量领域的一种常用装置。

采用传统积分球采集弱光信号时，存在以下不足之处：一、被测光源在传统积分球内漫反射后能量相对衰减较大，对弱光信号的测量误差较大；二、通过传统积分球进入探测器的光源因能量太弱受球内挡光板影响反而会造成出光信号不均匀，从而造成对弱光信号的测量误差；三、被测光源在积分球内部漫反射进入光谱采样口，当被测光源较弱时，进入光谱采样口的光信号较少，导致测试时增加曝光时间、降低了测试效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种降低弱光信号测量过程中能量衰减、降低弱光信号测量误差的弱光信号采样机构。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种弱光信号采样机构，包括探测器组件、设在探测器组件上的采样外壳、对射入采样外壳内的弱光信号进行透射和反射并分别产生透射光信号和反射光信号的采样组件，采样组件设在采样外壳上，透射光信号射入探测器组件，反射光信号射向光谱采样器。以上技术方案中，弱光信号射入采样外壳内部，并经过采样组件透射和反射并分别产生透射光信号和反射光信号，透射光信号射入探测器组件，探测器组件对透射光信号进行光能量的测量，反射光信号射向外部光谱采样器，光谱采样器对反射光信号进行光谱测量，本领域的技术人员可以根据实际情况将光谱采样器设在采样外壳上、或将光谱采样器与采样外壳连接、或直接将光谱采样器对准反射光信号从而对反射光信号进行光谱测量，光谱采样器包括光谱仪。本实用新型的弱光信号采样机构采用采样组件对弱光信号进行透射及反射并分别采集测量得到弱光信号的光能量和光谱数据，从而实现了弱光信号光谱和光能量同步测量的功能，经过采样组件透射及反射得到的透射光信号和反射光信号相对于原始弱光信号光能量的衰减，远远小于弱光信号进入传统积分球内部由于漫反射而造成的光能量的衰减，从而解决了传统积分球采集弱光信号时由于积分球内部漫反射造成的测量误差大、测量效率低的不足之处，极大地提升了本实用新型的弱光信号采样机构对弱光信号的采样精度、测量精度和测量效率。

作为优选，采样组件包括倾斜设在采样外壳内的透射玻璃。以上技术方案中，弱光信号射入采样外壳内部，并经过透射玻璃透射和反射并分别产生透射光信号和反射光信号，透射光信号射入探测器组件，探测器组件对透射光信号进行光能量的测量，反射光信号射向外部光谱采样器，外部光谱采样器对反射光信号进行光谱测量。透射玻璃倾斜设置采样外壳内，从而使得入光口和光谱采样口分别设在采样外壳上不同的位置，降低了弱光信号通过入光口进入采样外壳内部的入射光线、经透射玻璃反射得到的反射光线、经透射玻璃透射得到的透射光线之间的干涉，提升了本实用新型的弱光信号采样机构对弱光信号的的采样精度和测量精度。

作为优选，透射玻璃所在平面与采样外壳的底面呈45°夹角。以上技术方案中，弱光信号水平或垂直通过入光口进入采样外壳内部，透射玻璃所在平面与采样外壳的底面呈45°夹角，从而最大程度上地降低了弱光信号通过入光口进入采样外壳内部的入射光线、经透射玻璃反射得到的反射光线、经透射玻璃透射得到的透射光线之间的干涉，从而最大程度上地提升了本实用新型的弱光信号采样机构对弱光信号的的采样精度和测量精度。

作为优选，采样组件还包括设在采样外壳上的入光口，弱光信号穿过入光口射向透射玻璃。以上技术方案中，弱光信号通过入光口射入采样外壳内部，入光口对射入采样外壳内的弱光信号进行约束，减少了进入采样外壳的杂散光，从而提升了本实用新型的弱光信号采样机构对弱光信号的的采样精度和测量精度。

作为优选，采样组件还包括设在采样外壳上的光谱采样口，反射光信号通过光谱采样口射向光谱采样器。以上技术方案中，光谱采样口对射向光谱采样器的反射光进行约束，减少了射向光谱采样器的杂散光，从而提升了光谱采样器对反射光信号的光谱的采样精度和测量精度。光谱采样器包括光谱仪。

作为优选，入光口水平设在采样外壳的顶面壁上，光谱采样口垂直设在采样外壳的侧壁上。以上技术方案中，弱光信号垂直地通过水平设在采样外壳上入光口进入采样外壳内部，并经透射玻璃反射后水平地进入垂直设在采样侧壁上的光谱采样口，从而进一步地使得光谱采样口精准地接收到由透射玻璃发射的弱光信号，提升了本实用新型的弱光信号采样机构对弱光信号的的采样精度和测量精度。

作为优选，探测器组件包括光度探头座、设在光度探头座上并用于测量经透射玻璃透射的弱光信号光能量的探测器，采样外壳设在光度探头座上。以上技术方案中，弱光信号经过入光口进入采样外壳内部，并经透射玻璃反射及透射，经透射玻璃透射的弱光信号进入光度探头座并进入探测器由探测器对弱光信号的光能量进行测量。

作为优选，探测器组件还包括设在光度探头座上并位于探测器上的调光结构，调光结构包括设在探测器上的调光孔。以上技术方案中，穿过透射玻璃后的弱光经过调光结构之后进入探测器，调光结构可以消除过透射玻璃后的杂散光，从而提升了本实用新型的弱光信号采样机构对弱光信号的的采样精度和测量精度。调光孔直径小于探测器的受光面，通过调光孔过滤杂散光并使弱光信号的有效的光线穿过调光孔进入探测器。

作为优选，本实用新型的弱光信号采样机构还包括设在调光孔上方的光阑，入光口还设有防尘玻璃。以上技术方案中，通过光阑可以进一步地消除杂散光，从而提升了本实用新型的弱光信号采样机构对弱光信号的的采样精度和测量精度。弱光信号穿过防尘玻璃进入采样外壳内部，防尘玻璃降低了灰尘等杂物进入采样外壳内部，从而降低了灰尘等杂物对弱光信号采样机构的测量精度的影响，从而提升了本实用新型的弱光信号采样机构对弱光信号的的采样精度和测量精度。

作为优选，透射玻璃通过支撑外壳设在采样外壳内，支撑外壳一端设在采样外壳内，支撑外壳另一端设有斜面，透射玻璃设在斜面上；入光口、光谱采样口、支撑外壳内壁均设有螺纹。以上技术方案中，弱光穿过入光口、光谱采样口、支撑外壳时可以通过螺纹吸收弱光边缘部分的杂乱光，从而降低了杂乱光对采样机构在进行弱光信号采样过程中的干扰作用，从而进一步提升了本实用新型的弱光信号采样机构对弱光信号的的采样精度和测量精度。

本实用新型专利的弱光信号采样机构进行采样的具体过程如下：弱光信号透过防尘玻璃从入光口射入采样外壳内并射向透射玻璃，透过透射玻璃射向光阑并透过光阑，从光阑射出并通过调光孔射入探测器；弱光信号射到透射玻璃时，透射玻璃在产生透射光信号的同时产生反射光信号，反射光信号通过光谱采样口射入光谱采样器。

本实用新型具有的有益效果是：

1、提供一种低测量误差的弱光信号采样机构；

2、本实用新型的弱光信号采样机构能够同时测量弱光信号的光谱以及光能量。

附图说明

图1是本实用新型一种弱光信号采样机构的示意图；

图2是本实用新型一种弱光信号采样机构的支撑外壳的结构示意图

图中：1、采样外壳，10、顶面壁，11、侧壁，2、透射玻璃，3、入光口，4、光谱采样口，5、支撑外壳，6、斜面，7、防尘玻璃，8、光度探头座，9、探测器，12、调光孔，13、光阑，14、螺纹，15、光谱采样器。

具体实施方式

以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的说明。

如图1-2所示，本实施例的一种弱光信号采样机构，包括探测器组件、设在探测器组件上的采样外壳1、对射入采样外壳内的弱光信号进行透射和反射并分别产生透射光信号和反射光信号的采样组件，采样组件设在采样外壳1上，透射光信号射入探测器组件，反射光信号射向光谱采样器15。

本实施例中，采样组件包括倾斜设在采样外壳1内的透射玻璃2。

本实施例中，透射玻璃2所在平面与采样外壳1的底面呈45°夹角。

本实施例中，采样组件还包括设在采样外壳1上的入光口3，弱光信号穿过入光口3射向透射玻璃2。

本实施例中，采样组件还包括设在采样外壳1上的光谱采样口4，反射光信号通过光谱采样口4射向光谱采样器15。

本实施例中，入光口3水平设在采样外壳1的顶面壁10上，光谱采样口4垂直设在采样外壳1的侧壁11上。

本实施例中，探测器组件包括光度探头座8、设在光度探头座8上并用于测量经透射玻璃2透射的弱光信号光能量的探测器9，采样外壳1设在光度探头座8上。采样外壳1通过螺栓连接固定设在光度探头座8上。

本实施例中，探测器组件还包括设在光度探头座8上并位于探测器9上的调光结构，调光结构包括设在探测器9上的调光孔12。

本实施例中，透射玻璃2通过支撑外壳5设在采样外壳1内，支撑外壳5一端设在采样外壳1内，支撑外壳5另一端设有斜面6，透射玻璃2设在斜面6上；入光口3、光谱采样口4、支撑外壳5内壁均设有螺纹14。

本实施例中，本实用新型的弱光信号采样机构还包括设在调光孔12上方的光阑13，入光口3设有防尘玻璃7，支撑外壳5与光阑13连通。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在不改变本实用新型的创造内容下进行简单的置换均视为相同的创造。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种弱光信号采样机构，其特征在于：包括探测器组件、设在探测器组件上的采样外壳(1)、对射入采样外壳内的弱光信号进行透射和反射并分别产生透射光信号和反射光信号的采样组件，采样组件设在采样外壳(1)上，透射光信号射入探测器组件，反射光信号射向光谱采样器(15)。

2.根据权利要求1所述的一种弱光信号采样机构，其特征在于：采样组件包括倾斜设在采样外壳(1)内的透射玻璃(2)。

3.根据权利要求2所述的一种弱光信号采样机构，其特征在于：透射玻璃(2)所在平面与采样外壳(1)的底面呈45°夹角。

4.根据权利要求2或3所述的一种弱光信号采样机构，其特征在于：采样组件还包括设在采样外壳(1)上的入光口(3)，弱光信号穿过入光口(3)射向透射玻璃(2)。

5.根据权利要求4所述的一种弱光信号采样机构，其特征在于：采样组件还包括设在采样外壳(1)上的光谱采样口(4)，反射光信号通过光谱采样口(4)射向光谱采样器(15)。

6.根据权利要求5所述的一种弱光信号采样机构，其特征在于：入光口(3)水平设在采样外壳(1)的顶面壁(10)上，光谱采样口(4)垂直设在采样外壳(1)的侧壁(11)上。

7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的一种弱光信号采样机构，其特征在于：探测器组件包括光度探头座(8)、设在光度探头座(8)上并用于测量透射光信号能量的探测器(9)，采样外壳(1)设在光度探头座(8)上。

8.根据权利要求7所述的一种弱光信号采样机构，其特征在于：探测器组件还包括设在光度探头座(8)上并位于探测器(9)上的调光结构，调光结构包括设在探测器(9)上的调光孔(12)。

9.根据权利要求5或6或8所述的一种弱光信号采样机构，其特征在于：透射玻璃(2)通过支撑外壳(5)设在采样外壳(1)内，支撑外壳(5)一端设在采样外壳(1)内，支撑外壳(5)另一端设有斜面(6)，透射玻璃(2)设在斜面(6)上；入光口(3)、光谱采样口(4)、支撑外壳(5)内壁均设有螺纹(14)。

10.根据权利要求9所述的一种弱光信号采样机构，其特征在于：还包括设在调光孔(12)上方的光阑(13)；入光口(3)设有防尘玻璃(7)。