CN217007954U - 一种背光源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光电成像系统检测领域，具体而言是涉及一种背光源装置。一种背光源装置，包括多光谱光源、匀光元件和背光源，多光谱光源设置在匀光元件的入光侧，背光源设置在匀光元件的出光侧，背光源与匀光元件通过导光介质连接；匀光元件能够将多光谱光源发出的至少三个单谱段光进行混光后输出多光谱光束；导光介质能够将多光谱光束传输至背光源；背光源能够将入光面输入的多光谱光束转换成面光源，并能够在出光面发出面光源。本实用新型采用多光谱光源在匀光元件内混光后均匀出射，只需调节多光谱光源各谱段的发光强度就能实现不同光谱的光束均匀输出，操作简单，同时出光光束的均匀性较好。

Description

一种背光源装置

技术领域

本实用新型涉及光电成像系统检测领域，具体而言是涉及一种背光源装置。

背景技术

多光谱相机成像技术是在可见光的基础上向红外光和紫外光两个方向扩展，可以通过各种滤光片或者分光器与感光胶片的结合，得到目标不同光谱带上的照片，基于多光谱照片上比普通照片更丰富的信息进行各方面的研究，其应用领域涉及航天、农业、医疗、机械工业等现代科技的各种方面，是现代光电成像系统的重要部分。

对多光谱相机的性能检测中，其相机像面均匀性以及光谱响应度的优劣是决定成像质量的关键因素，常用的相机像面均匀性与光谱响应度检测主要是使用辐照度标准灯和标准漫射板构成的辐射定标实验装置，这种装置的绝对量值受到标准灯的辐照度、漫射板的漫射性能以及两者之间的位置关系等因素共同影响，对实验条件要求较高，操作较为繁琐。其次传统方法难以实现多光谱光源连续变化，检测时需要更换不同光源，操作复杂，只适用于实验室检测，无法满足相机在研发、装配、调试过程中需要的快速检测。

针对简单快速地实现多光谱相机像面均匀性以及光谱响应度的检测，需要一种小型便捷且能够实现多光谱连续变化的背光源装置。

发明内容

本实用新型提供了一种背光源装置，解决了现有技术中传统的检测装置中光源无法做到多光谱连续变化。

本实用新型采用的技术方案如下：一种背光源装置，包括多光谱光源、匀光元件和背光源，所述多光谱光源设置在所述匀光元件的入光侧，所述背光源设置在所述匀光元件的出光侧，所述背光源与所述匀光元件通过导光介质连接；

所述匀光元件能够将所述多光谱光源发出的至少三个单谱段光进行混光后输出多光谱光束；

所述导光介质能够将所述多光谱光束传输至所述背光源；

所述背光源能够将入光面输入的所述多光谱光束转换成面光源，并能够在出光面发出所述面光源。

进一步地，所述多光谱光源包括至少三个单谱段光源和光源驱动装置，每个所述单谱段光源均与所述光源驱动装置连接，所述光源驱动装置能够驱动每个所述单谱段光源发出单谱段光。

进一步地，所述匀光元件包括至少三个入光口，所述入光口的数量与所述单谱段光源数量相同。

进一步地，所述单谱段光源包括LED光源或LD光源。

进一步地，所述光源驱动装置包括恒流源。

进一步地，所述匀光元件包括积分球。

进一步地，所述导光介质包括光纤。

进一步地，所述背光源包括反射片和依次设置在所述反射片上的导光板、下扩散片、下棱镜片、上棱镜片和上扩散片，所述导光介质与所述反导光板连接，所述导光板的侧面为入光面，所述导光板背离所述反射片的一面为出光面。

本实用新型的有益效果：本实用新型采用多光谱光源在匀光元件内混光后均匀出射，只需调节多光谱光源各谱段的发光强度就能实现不同光谱的光束均匀输出，操作简单，同时出光光束的均匀性较好。本实用新型能够简单快速地检测多光谱相机像面均匀性及光谱响应度，实用性高，测试结果可靠。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型匀光元件的结构示意图。

图3为本实用新型背光源的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的实施例中，图1是根据一种背光源装置提供的结构示意图。如图1所示，本实用新型包括多光谱光源、匀光元件3和背光源5，所述多光谱光源设置在所述匀光元件3的入光侧，所述背光源设置在所述匀光元件3的出光侧，所述背光源5与所述匀光元件3通过导光介质4连接。

所述匀光元件3能够将所述多光谱光源发出的至少三个单谱段光进行混光后输出多光谱光束。所述导光介质4能够将所述多光谱光束传输至所述背光源5。所述背光源5能够将入光面输入的所述多光谱光束转换成面光源，并能够在出光面发出所述面光源。

其中，多光谱光源能够发出至少三个单谱段光。所述匀光元件3这至少三个单谱段光进行混光然后均匀输出多光谱光束，并通过导光介质4将所述多光谱光束传输至所述背光源5。由于采用多光谱光源并通过匀光组件混光，输出的多光谱光束的光谱可连续变化。其中，所述导光介质4可以采用光纤。所述背光源5能够将所述多光谱光束转换成面光源。由于背光源将多光谱光束转换成面光源，故能够输出光谱可连续变化的多光谱均匀面光源。

本实用新型采用多光谱光源在匀光元件内混光后均匀出射，只需调节多光谱光源各谱段的发光强度就能实现不同光谱的光束均匀输出，操作简单，同时出光光束的均匀性较好。本实用新型能够简单快速地检测多光谱相机像面均匀性及光谱响应度，实用性高，测试结果可靠。

在本实用新型的一个实施例中，所述多光谱光源包括至少三个单谱段光源2和光源驱动装置1，每个所述单谱段光源2均与所述光源驱动装置1连接，所述光源驱动装置1能够驱动每个所述单谱段光源2发出单谱段光。所述匀光元件3包括至少三个入光口，所述入光口的数量与所述单谱段光源2数量相同。

其中，单谱段光源可以采用LED光源或者LD光源，LED光源与LD光源不能混用，下文将以LED光源为例，光源驱动装置1则包括恒流源，使用恒流源的电流输出大小控制各谱段LED发光强度，具体可以采用是调节分压电阻的阻值以控制驱动电流大小。

在LED光源驱动方式上，传统方法采用PWM方式驱动LED光源，这种方式虽然实现方便，但会产生难以避免的高频闪烁，虽然人眼无法察觉，但是会影响被测相机拍摄图像的亮度，从而严重影响相机标定的准确度。本实用新型采用恒流源驱动LED光源，将大大提高LED光源的均匀性，获得更好的测试效果。

在本实用新型的一个实施例中，匀光元件3可以采用积分球或者光学积分棒。下文以积分球为例，如图2所示，积分球上设置多个入光口，优选可以设置4个入光口，即第一入光口12、第二入光口13、第三入光口14、第四入光口15。其中，LED光源可以设置四组，每组分别安装在对应的入光口。四组LED光源可以包括蓝色LED（波长470nm~480nm）、绿色LED（波长520nm~530nm）、红色LED（波长630nm~640nm）、红外LED（波长850nm~860nm）。四组LED光源安装在入光口后，光源在积分球内部匀光，并在出光口16输出多光谱光束。多光谱光束通过导光介质4输出至背光板。

在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，所述背光源5包括反射片6和依次设置在所述反射片6上的导光板7、下扩散片8、下棱镜片9、上棱镜片10和上扩散片11，所述导光介质4与所述导光板7连接，所述导光板7的侧面为入光面，所述导光板7背离所述反射片6的一面为出光面。

背光源采用侧入式发光原理，多光谱光束经由若干光纤从反射片6侧边进入反射片6，反射片6将未被散射的光源反射再进入导光板7，其中，反射方式为镜面反射，以提高光束的利用率。导光板7将反射进入的线光源通过其内部的印刷点/注塑点漫反射转化为面光源后，经过下扩散片8的扩散作用，使光束能够向棱镜片传播，起到拓宽视角的作用。下棱镜片9和上棱镜片10将扩散的光在一定角度内聚光以达到提高亮度的作用，最后经由上扩散片进一步拓宽发散角度，输出均匀面光源。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种背光源装置，其特征在于，包括多光谱光源、匀光元件（3）和背光源（5），所述多光谱光源设置在所述匀光元件（3）的入光侧，所述背光源设置在所述匀光元件（3）的出光侧，所述背光源（5）与所述匀光元件（3）通过导光介质（4）连接；

所述匀光元件（3）能够将所述多光谱光源发出的至少三个单谱段光进行混光后输出多光谱光束；

所述导光介质（4）能够将所述多光谱光束传输至所述背光源（5）；

所述背光源（5）能够将入光面输入的所述多光谱光束转换成面光源，并能够在出光面发出所述面光源。

2.如权利要求1所述的背光源装置，其特征在于，所述多光谱光源包括至少三个单谱段光源（2）和光源驱动装置（1），每个所述单谱段光源（2）均与所述光源驱动装置（1）连接，所述光源驱动装置（1）能够驱动每个所述单谱段光源（2）发出单谱段光。

3.如权利要求2所述的背光源装置，其特征在于，所述匀光元件（3）包括至少三个入光口，所述入光口的数量与所述单谱段光源（2）数量相同。

4.如权利要求2所述的背光源装置，其特征在于，所述单谱段光源（2）包括LED光源或LD光源。

5.如权利要求2所述的背光源装置，其特征在于，所述光源驱动装置（1）包括恒流源。

6.如权利要求2所述的背光源装置，其特征在于，所述匀光元件（3）包括积分球或光学积分棒。

7.如权利要求1所述的背光源装置，其特征在于，所述导光介质（4）包括光纤。

8.如权利要求1所述的背光源装置，其特征在于，所述背光源（5）包括反射片（6）和依次设置在所述反射片（6）上的导光板（7）、下扩散片（8）、下棱镜片（9）、上棱镜片（10）和上扩散片（11），所述导光介质（4）与所述导光板（7）连接，所述导光板（7）的侧面为入光面，所述导光板（7）背离所述反射片（6）的一面为出光面。

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