CN220380615U - 一种成像式色度计 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种成像式色度计，包括依次设置的第一光学系统，第二光学系统，滤光组件和图像传感器；所述第一光学系统被配置为用以接收待测产品发出的光线；所述第二光学系统被配置为用以接收经过第一光学系统后的光线，并增大第一光学系统的法兰距；所述滤光组件被配置为用以接收经过第二光学系统后的光线；所述图像传感器被配置为用以接收经过滤光组件后的待测产品的成像。该成像式色度计可有效增加光学镜头的法兰距，提高检测精度。

Description

一种成像式色度计

技术领域

本实用新型涉及产品检测技术领域。更具体地，涉及一种成像式色度计。

背景技术

成像式色度计具有测量速度快、可视化等优点，在显示面板检测领域得到了广泛应用。在使用成像式色度计测量光源光学参数时，为了满足不同光学特性的测试条件，需要在测试时使用不同的滤光片，通常情况下会在镜头和图像传感器之间加上滤光轮，不同彩色滤光片装配在滤光轮上，通过转动滤光轮来切换不同彩色滤光片，为适应不同亮度测试需求，在加入彩色滤光片的同时还需加入衰减滤光片，意味着起码要装至少两个机械转轮，除此之外还有与滤光轮配套使用的其他器件，那么镜头就需要更大的法兰距(镜头到图像传感器的距离)。但是，市面上部分标准品镜头法兰距较短，特别是自动对焦镜头，过短的法兰距导致镜头和图像传感器之间无法加入合适的光学组件，如果仍用该类镜头，法兰距不够，可能引入额外的成像问题，从而增大测试误差。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种成像式色度计，该成像式色度计可有效增加光学镜头的法兰距，提高检测精度。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

本实用新型提供一种成像式色度计，包括：

依次设置的第一光学系统，第二光学系统，滤光组件和图像传感器；

所述第一光学系统被配置为用以接收待测产品发出的光线；

所述第二光学系统被配置为用以接收经过第一光学系统后的光线，并增大第一光学系统的法兰距；

所述滤光组件被配置为用以接收经过第二光学系统后的光线；

所述图像传感器被配置为用以接收经过滤光组件后的待测产品的成像。

优选方案是，所述第二光学系统为远心镜头。

优选方案是，所述滤光组件包括依次设置的彩色滤光机构和衰减滤光机构；

所述彩色滤光机构包括第一滤光轮以及设置在所述第一滤光轮上的彩色滤光片；

所述衰减滤光机构包括第二滤光轮以及设置在所述第二滤光轮上的衰减滤光片；

所述第一滤光轮和第二滤光轮均可绕自身轴线转动。

优选方案是，所述滤光组件还包括用以分别驱动所述第一滤光轮和第二滤光轮绕自身轴线转动的驱动机构。

优选方案是，所述彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片以及蓝色滤光片；所述彩色滤光片被配置为用以接收经过第二光学系统后的光线并过滤；所述衰减滤光片被配置为用以接收经过彩色滤光机构后的光线并过滤。

优选方案是，所述第一光学系统和第二光学系统同轴设置；所述驱动机构可驱动所述第一滤光轮和第二滤光轮旋转，以使彩色滤光片和衰减滤光片与第一光学系统和第二光学系统同轴布置。

优选方案是，所述驱动机构包括第一驱动电机和第二驱动电机；所述第一驱动电机与所述第二驱动电机均通过传动齿轮与第一滤光轮和第二滤光轮传动连接，所述第一滤光轮和第二滤光轮均配置有与所述传动齿轮相匹配的齿形结构。

优选方案是，所述成像式色度计包括有具备容纳腔的壳体，所述第一光学系统、第二光学系统、滤光组件及图像传感器容置于所述壳体内；所述壳体上形成有用以供所述第一光学系统接收待测产品发出的光线的开口。

优选方案是，所述壳体内还容纳有用于驱动滤光组件的驱动机构，所述驱动机构布置于所述第二光学系统周边位置处。

优选方案是，所述图像传感器为CCD传感器或CMOS传感器。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过第一光学系统，第二光学系统，滤光组件和图像传感器的配合，待测产品发出的光线经第一光学系统后，进入第二光学系统，再经过滤光片滤光，最后成像在图像传感器上，该成像式色度计利用位于第一光学系统和滤光组件之间的第二光学系统来增加第一光学系统与图像传感器之间的距离，增大法兰距，还可以消除由于调焦不准确带来的测量数据误差，扩大标准工业镜头以及自动镜头的选择范围，从而增加成像色度计的应用场景，一定程度上提高检测精度。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的第一滤光轮的结构示意图。

图3是CIE1931标准色度系统的函数曲线图。

图4是CIE1964补充标准色度系统的函数曲线图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了给光学镜头提供更大的法兰距。本实用新型提供一种成像式色度计，该成像式色度计的第一光学系统可为单一镜头或镜头组，下面以第一光学系统为单一镜头为例进行详细描述。结合图1至图4所示，具体地，所述成像式色度计包括：具有容纳腔的壳体1；以及位于壳体1内的依次设置的光学镜头3，远心镜头4，滤光组件和图像传感器7；所述光学镜头3被配置为用以接收待测产品2发出的光线；所述滤光组件包括若干位于远心镜头4和图像传感器7之间的彩色滤光片52和衰减滤光片(未示出)；所述彩色滤光片52被配置为用以接收经过远心镜头4后的光线，并将光线过滤成匹配CIE1931标准色度系统的函数曲线/或CIE1964补充标准色度系统的函数曲线的光线；衰减滤光片用于根据实际检测需要减少入射进的光线。所述远心镜头4被配置为用以接收经过光学镜头3后的光线，由于远心镜头4能够实现光线等效传输，在光学镜头3与图像传感器7之间增加远心镜头4可以增大光学镜头3的法兰距，从而保障滤光组件的有效装配。

所述图像传感器7被配置为用以接收经过滤光片过滤后的待测产品2的成像；所述图像传感器7为CCD传感器或CMOS传感器。可以理解的是，待测产品2发出的光线由光学镜头3成像到远心镜头4的物面上，再经过远心镜头4和滤光组件，最后成像在图像传感器7上；利用远心镜头4可以有效增大光学系统的法兰距，并提高检测精度，也就是说，通过在标准光学镜头和滤光组件之间再加入一个远心镜头4来增大法兰距(包括远心镜头4的厚度与滤光轮的厚度)，该增大的法兰距能够满足远心镜头4与滤光组件的装配需要。与此同时考虑到滤光组件除滤光轮外还涉及到其他与滤光轮传动的机构或器件，例如微型电机、传动齿轮等，该部分机构可以装配在远心镜头4周边侧，完成整体安装；进一步的，通过以上光学镜头3、远心镜头4的光学成像，有效增大了成像式色度计的光学系统的法兰距，使市面上法兰距较短的常规标准工业镜头和自动镜头能够运用到成像式色度计里面，且远心镜头4可以消除由于光学镜头调焦不准确带来的测量数据误差；图1中的箭头方向为待测产品2发出的光的传播方向；光学镜头3、远心镜头4沿光束的传播方向依次布置，远心镜头4能够实现光线等效传输。

在一具体实施例中，所述滤光组件包括依次设置的彩色滤光机构5和衰减滤光机构6；所述彩色滤光机构5包括第一滤光轮51以及设置在所述第一滤光轮51上的彩色滤光片52；所述衰减滤光机构6包括第二滤光轮以及设置在所述第二滤光轮上的衰减滤光片；所述第一滤光轮51和第二滤光轮均可绕自身轴线转动，彩色滤光片52和衰减滤光片存在同时使用的情况，进一步地，所述滤光组件还包括用以驱动上述滤光轮绕自身轴线转动的驱动机构。

需要说明的是，光是一种电磁波，不同颜色的光具有不同的波长，滤光片一般只能通过特定波长的光波，因此单个的滤光片只允许特定波长(颜色)曲线的光通过。所述彩色滤光片52被配置为用以接收经过远心镜头4后的光线并过滤；所述彩色滤光片52包括红色滤光片、绿色滤光片以及蓝色滤光片；所述第一滤光轮51上设置有用以安装红色滤光片的第一通孔、用以安装绿色滤光片的第二通孔以及用以安装蓝色滤光片的第三通孔，当显示面板点亮测试画面时，所述彩色滤光片52可以使特定波长的光通过，也就是说，当所述红色滤光片在驱动机构的驱动下旋转至与光学镜头3和远心镜头4位置对应时，只有符合CIE函数曲线中红光部分可以继续向后传播，当所述绿色滤光片在驱动机构的驱动下旋转至与光学镜头3和远心镜头4位置对应时，只有符合CIE函数曲线中绿光部分能够继续向后传播，当所述蓝色滤光片在驱动机构的驱动下旋转至与光学镜头3和远心镜头4位置对应时，只有符合CIE函数曲线中蓝光部分能够继续向后传播，从而无需调整显示面板所点亮的颜色，提高了检测的便捷性。上述彩色滤光片52与CIE1931标准色度系统的函数曲线/CIE1964补充标准色度系统的函数曲线相匹配，如图3和图4所示。

进一步地，第一滤光轮51上还可设置有全透片，使全部光源通过，或者其他波长的滤光片，其他波长滤光片为与红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片对应的波长范围不同的滤光片；所述衰减滤光片被配置为用以接收经过彩色滤光机构5后的光线并过滤，衰减滤光片用于减弱光线，抑制曝光，第二滤光轮上也可以设置有全透片，使全部光源通过，或者设置其他不同透光率的滤光片。上述滤光片的具体配置是根据需要设定的，在此不做限制。

在上述实施例中，所述光学镜头3和远心镜头4同轴设置，远心镜头4可装配在光学镜头3上，图像传感器7的受光面与光学镜头3和远心镜头4的位置对应，所述图像传感器7能够正对待测产品2，从而接收通过所述滤光组件后的光线。

关于驱动机构与滤光轮的具体配合方式，所述驱动机构包括第一驱动电机和第二驱动电机及传动齿轮，第一滤光轮51与第二滤光轮上设置有与传动齿轮配合的齿形结构，通过驱动电机、传动齿轮带动第一滤光轮51与第二滤光轮旋转实现将不同的滤光片置于光线传输路径上，实现过滤。

具体地，光学镜头3、远心镜头4截面均为圆形，二者圆心位于同一条直线上，第一滤光轮51与第二滤光轮优选为圆形结构，第一滤光轮51与第二滤光轮圆心位于同一直线上，第一滤光轮51与第二滤光轮旋转时可逐一实现多个滤光片的中心与光学镜头3、远心镜头4同轴。

在一具体实施例中，所述红色滤光片、绿色滤光片以及蓝色滤光片沿第一滤光轮51的周向均匀设置于第一滤光轮51上，可使得彩色滤光片52的转换更加快捷准确。同理，第二滤光轮上也设置有均匀排布的若干通孔，用以固定不同类型的衰减滤光片。

在一具体实施例中，所述壳体1上形成有用以供所述光学镜头3接收待测产品2发出的光线的开口，光学镜头3由该开口暴露出，具体的，光学镜头3可直接固定于所述开口内。

进一步地，为了保护光学镜头3，防止其在使用中受损，所述开口位置处设置有与壳体1结合固定的镜头套筒。

在一具体实施例中，所述成像式色度计还包括用以与外部设备连接的USB接口。具体的，成像式色度计通过图像传感器7和ADC电路配合将光学信号转换为数字可编程芯片可以识别的数字信号，数字可编程芯片将得到的数字信号通过网络或USB接口传输给外部设备(如电脑)，上位机软件对数据进行光学和图像算法处理得到我们需要的光学参数，这些光学参数有亮度、色度、均匀性等。

综上所述，本实用新型通过第一光学系统，第二光学系统，滤光组件和图像传感器的配合，待测产品发出的光线经第一光学系统后，进入第二光学系统，再经过滤光片滤光，最后成像在图像传感器上，该成像式色度计利用位于第一光学系统和滤光组件之间的第二光学系统来增加第一光学系统与图像传感器之间的距离，增大法兰距，还可以消除由于调焦不准确带来的测量数据误差，扩大标准工业镜头以及自动镜头的选择范围，从而增加成像色度计的应用场景，一定程度上提高检测精度。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种成像式色度计，其特征在于，包括：

依次设置的第一光学系统，第二光学系统，滤光组件和图像传感器；

所述第一光学系统被配置为用以接收待测产品发出的光线；

所述第二光学系统被配置为用以接收经过第一光学系统后的光线，并增大第一光学系统的法兰距；

所述滤光组件被配置为用以接收经过第二光学系统后的光线；

所述图像传感器被配置为用以接收经过滤光组件后的待测产品的成像。

2.根据权利要求1所述的成像式色度计，其特征在于，所述第二光学系统为远心镜头。

3.根据权利要求1所述的成像式色度计，其特征在于，所述滤光组件包括依次设置的彩色滤光机构和衰减滤光机构；

所述彩色滤光机构包括第一滤光轮以及设置在所述第一滤光轮上的彩色滤光片；

所述衰减滤光机构包括第二滤光轮以及设置在所述第二滤光轮上的衰减滤光片；

所述第一滤光轮和第二滤光轮均可绕自身轴线转动。

4.根据权利要求3所述的成像式色度计，其特征在于，所述滤光组件还包括用以分别驱动所述第一滤光轮和第二滤光轮绕自身轴线转动的驱动机构。

5.根据权利要求3所述的成像式色度计，其特征在于，所述彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片以及蓝色滤光片；所述彩色滤光片被配置为用以接收经过第二光学系统后的光线并过滤；所述衰减滤光片被配置为用以接收经过彩色滤光机构后的光线并过滤。

6.根据权利要求4所述的成像式色度计，其特征在于，所述第一光学系统和第二光学系统同轴设置；所述驱动机构可驱动所述第一滤光轮和第二滤光轮旋转，以使彩色滤光片和衰减滤光片与第一光学系统和第二光学系统同轴布置。

7.根据权利要求4所述的成像式色度计，其特征在于，所述驱动机构包括第一驱动电机和第二驱动电机；所述第一驱动电机与所述第二驱动电机均通过传动齿轮与第一滤光轮和第二滤光轮传动连接，所述第一滤光轮和第二滤光轮均配置有与所述传动齿轮相匹配的齿形结构。

8.根据权利要求1所述的成像式色度计，其特征在于，所述成像式色度计包括有具备容纳腔的壳体，所述第一光学系统、第二光学系统、滤光组件及图像传感器容置于所述壳体内；所述壳体上形成有用以供所述第一光学系统接收待测产品发出的光线的开口。

9.根据权利要求8所述的成像式色度计，其特征在于，所述壳体内还容纳有用于驱动滤光组件的驱动机构，所述驱动机构布置于所述第二光学系统周边位置处。

10.根据权利要求1所述的成像式色度计，其特征在于，所述图像传感器为CCD传感器或CMOS传感器。