本發明專利技術公開一種波長和光譜能量自動校準的便攜式分光色彩照度計，包括余弦校正器，紅、綠、白光集成的校準LED，光電池，集光器，耦合透鏡，光纖，平場凹面衍射光柵，線性陣列傳感器，信號處理器和LCD顯示屏。其目的是除了測量照度以外，還能測量被測光源在被照面的光譜功率分布、色坐標、色溫、顯色指數參數。校準光源由紅、綠、白光LED集成組成，其對線性陣列傳感器對應的波長和能量進行校準；圓錐型集光器提高了儀器信噪比；陣列傳感器每個像元采集的光功率通過多元線性回歸數學關系獲得；發明專利技術的便攜式分光色彩照度計測量范圍寬、高精度，在照明工程中獲得廣泛應用。本發明專利技術還公開了一種自動波長較準的便攜式分光色彩照度計的測量方法。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光學儀器
，特別涉及一種波長和光譜能量自動校準的便攜式 分光色彩照度計。
技術介紹
目前，市場上銷售的照度計主要有指針式和數顯式兩種。指針式需要手動進 行切換積分時間，使用時較為麻煩且測試精度低。數顯式的照度計測量精度高，但這兩種照 度計只能顯示測試目標的照度值，不能得到相對光譜功率分布、色坐標、色溫、顯色指數參數。
技術實現思路
基于上述現有技術的不足之處，本專利技術的目的在于提供一種波長和光譜能量自動 校準的便攜式分光色彩照度計，其低成本、測量范圍寬、高精度、方便攜帶，并可自動對波長 和光譜能量進行校準的便攜式分光色彩照度計，其目的是除了測量照度以外，還能測量被 測光源在被照面的光譜功率分布、色坐標、色溫、顯色指數參數，而且實現對波長和光譜能 量的自動校準。為了達到上述目的，本專利技術采取了以下技術方案一種波長和光譜能量自動校準的便攜式分光色彩照度計，用于測量被測光源的相對 光譜功率分布、色坐標、色溫、顯色指數和照度，包括余弦校正器，紅、綠、白光集成的校準 LED,光電池，集光器，耦合透鏡，光纖，平場凹面衍射光柵，線性陣列傳感器，信號處理器和 IXD顯示屏，被測光源光線照在余弦校正器上，經過余弦校正器漫透射勻光后，一部分直接 照射到光電池上，經信號處理器處理后在IXD顯示屏上輸出照度值；另一部分照射到集光 器上，經過多次內反射后，由耦合透鏡耦合到光纖中，耦合到光纖的光線經過入射狹縫，照 射到平場凹面衍射光柵上，經過衍射分光，照在線性陣列傳感器上，經信號處理器處理后得 到光源光譜功率分布，LCD顯示屏輸出相對光譜功率分布、色坐標、色溫、顯色指數參數。進一步的，所述集光器表面采用高反射材料。進一步的，由所述紅、綠、白光集成的校準LED構成自動波長校準系統，紅光峰值 波長為620nm-650nm，綠光峰值波長為505nm_530nm，白光由藍光激發YAG熒光粉和紅色熒 光粉組成，其中藍光部分峰值波長為420nm-470nm，測試之前通過所述已知峰值波長的紅、 綠以及白光的藍光峰值，對線性陣列傳感器對應的波長進行校準。進一步的，包括自動調節線性陣列傳感器積分時間的裝置，其根據線性陣列傳感 器輸出的信號大小，自動設定線性陣列傳感器的積分時間，使其輸出的信號處于線性陣列 傳感器的線性區。進一步的，包括光譜能量校準系統，測試之前通過點亮所述紅、綠、白光集成的校 準LED中已知光譜能量分布的白光LED，對線形陣列傳感器的光譜能量進行校準。進一步的，所述的集光器是圓錐型結構，光照射到圓錐大口后經反射收集到圓錐小口出口處，圓錐型內壁反射率為90%以上，圓錐的直徑為徑為5-30mm，高度為10_50mm。進一步的，所述線性陣列傳感器在獲得光譜信息時，線性陣列傳感器的每個像元 Pi接收的信號包括對應波長1處的光功率和其他波長的部分光功率，對于第i個像元Pi，其 光功率為 其中，茍' Kf\ Kf' i-383......尤嚴為第i個像元受到波長為380nm、381nm、382_……780nm光線入射的光功率權重；及(380), i (381),亭 2),及(383)......5(780)為入射光中波長為 380nm、381nm、382nm……780nm的真實光功率，則在像素為m的陣列傳感器上的輸出為權利要求1.一種波長和光譜能量自動校準的便攜式分光色彩照度計，用于測量被測光源的相對光譜功率分布、色坐標、色溫、顯色指數和照度，包括余弦校正器(1)，紅、綠、白光集成的校準LED (2)，光電池(3)，集光器(4)，耦合透鏡(5)，光纖(6)，平場凹面衍射光柵(7)，線性陣列傳感器(8)，信號處理器(9)和IXD顯示屏(10)，其特征在于被測光源光線照在余弦校正器(I)上，經過余弦校正器(I)漫透射勻光后，一部分直接照射到光電池(3 )上，經信號處理器(9)處理后在IXD顯示屏(10)上輸出照度值；另一部分照射到集光器(4)上，經過多次內反射后，由耦合透鏡(5)耦合到光纖(6)中，耦合到光纖(6)的光線經過入射狹縫，照射到平場凹面衍射光柵(7)上，經過衍射分光，照在線性陣列傳感器(8)上，經信號處理器(9) 處理后得到光源光譜功率分布，IXD顯示屏(10)輸出相對光譜功率分布、色坐標、色溫、顯色指數參數。2.根據權利要求1所述的波長和光譜能量自動校準的便攜式分光色彩照度計，其特征在于所述集光器(4)表面采用高反射材料。3.根據權利要求1所述的波長和光譜能量自動校準的便攜式分光色彩照度計，其特征在于由所述紅、綠、白光集成的校準LED (2)構成自動波長校準系統，紅光峰值波長為 620nm-650nm,綠光峰值波長為505nm_530nm，白光由藍光激發YAG熒光粉和紅色熒光粉組成，其中藍光部分峰值波長為420nm-470nm，測試之前通過所述已知峰值波長的紅、綠以及白光的藍光峰值，對線性陣列傳感器(8)對應的波長進行校準。4.根據權利要求1所述的波長和光譜能量自動校準的便攜式分光色彩照度計，其特征在于包括自動調節線性陣列傳感器積分時間的裝置，其根據線性陣列傳感器(8)輸出的信號大小，自動設定線性陣列傳感器(8)的積分時間，使其輸出的信號處于線性陣列傳感器的線性區。5.根據權利要求1所述的波長和光譜能量自動校準的便攜式分光色彩照度計，其特征在于包括光譜能量校準系統，測試之前通過點亮所述紅、綠、白光集成的校準LED (2)中已知光譜能量分布的白光LED，對線形陣列傳感器(8)的光譜能量進行校準。6.根據權利要求2所述的波長和光譜能量自動校準的便攜式分光色彩照度計，其特征在于所述的集光器(4)是圓錐型結構，光照射到圓錐大口后經反射收集到圓錐小口出口處，圓錐型內壁反射率為90%以上，圓錐的直徑為徑為5-30mm，高度為10_50mm。7.根據權利要求1或3所述的波長和光譜能量自動校準的便攜式分光色彩照度計，其特征在于所述線性陣列傳感器(8)在獲得光譜信息時，線性陣列傳感器(8)的每個像元Pi 接收的信號包括對應波長‘I處的光功率和其他波長的部分光功率，對于第i個像兀Pi,其光功率為Pi = K^sR (380) + Kf1R (381) + Kf2R(SBl) + · -' KjmR(IBO)其中，右氣Kf' Af3......尤嚴。為第i個像元受到波長為3S0nm、3Slnm、3S2nm......7S0nm光線入射的光功率權重；R (380), R (381), R(382), R (383)……R (780)為入射光中波長為 380nm、381nm、382nm……780nm的真實光功率，則在像素為m的陣列傳感器(8)上的輸出為8.根據權利要求1所述的波長和光譜能量自動校準的便攜式分光色彩照度計，其特征在于所述光電池(3)的光譜響應靈敏度S(X)匹配成人眼明視覺光譜光視效率曲線v(X),所測光源的光譜功率分布:PM和光電池(3)光譜響應靈敏度S ,輸出照度Ep如下式9.根據權利要求1所述的波長和光譜能量自動校準的便攜式分光色彩照度計，其特征在于所述平場凹面衍射光柵(7)采用微小型平場凹面光柵衍射微型分光結構，長X寬X10.一種自動波長較準的便攜式分光色彩照度計的測量方法，其包括以下步驟第一步被測光源光線經過余弦本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種波長和光譜能量自動校準的便攜式分光色彩照度計，用于測量被測光源的相對光譜功率分布、色坐標、色溫、顯色指數和照度，包括：余弦校正器（1），紅、綠、白光集成的校準LED（2），光電池（3），集光器（4），耦合透鏡（5），光纖（6），平場凹面衍射光柵（7），線性陣列傳感器（8），信號處理器（9）和LCD顯示屏（10）,其特征在于：被測光源光線照在余弦校正器（1）上，經過余弦校正器（1）漫透射勻光后，一部分直接照射到光電池（3）上，經信號處理器（9）處理后在LCD顯示屏（10）上輸出照度值；另一部分照射到集光器（4）上，經過多次內反射后，由耦合透鏡（5）耦合到光纖（6）中，耦合到光纖（6）的光線經過入射狹縫，照射到平場凹面衍射光柵（7）上，經過衍射分光，照在線性陣列傳感器（8）上，經信號處理器（9）處理后得到光源光譜功率分布，LCD顯示屏（10）輸出相對光譜功率分布、色坐標、色溫、顯色指數參數。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：金尚忠，王聰，袁琨，
申請(專利權)人：中國計量學院，
類型：發明
國別省市：
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