[实用新型]一种新颖的彩色亮度计光学系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电积分法彩色亮度计光学系统。

背景技术

彩色亮度计用于测定与颜色相关的亮度和色度参数，已经被广泛的应用于彩色电视图像、交通信号灯、建筑光环境、景观照明、LED/LCD大屏幕广告牌等相关领域的亮度色度检测中。

彩色亮度计的测量方法有二种：一种是光谱光度法，其原理是通过望远镜光学系统测量出被测目标的光谱组成，然后根据国际照明委员会(CIE)推荐的标准色度观察者光谱三刺激值X(λ)Y(λ)Z(λ)计算出目标相关的亮度与色度参数。这种彩色亮度计测量精度较高，但是价格相对昂贵；另一种是光电积分法，其原理是通过望远镜光学系统，将被测目标以一定的视场角成像在探测器上，应用一组红、绿、蓝滤色片组与光探测器组合，将它们的光谱响应匹配成国际照明委员会(CIE)推荐的标准色度观察者光谱三刺激值X(λ)Y(λ)Z(λ)，以获得光谱三刺激值，然后计算出相关的亮度与色度参数。这类仪器测量精度低于前者，但是仪器成本较低，应用广泛。

就目前的积分式彩色亮度计的光学系统结构而言，从被测目标发射的光束由物镜组接收，通过限制光束孔径的光栏，光束入射于带孔反射镜，带孔反射镜上的小孔确定了测量仪器的视场大小，光束的一部分穿过小孔入射于积分镜，并通过滤色片成像于光探测器上。目前的彩色亮度计采用的是单个光探测器，红、绿、蓝滤色片组装在旋转马达的色盘上，马达旋转时，光探测器可输出被测目标光束的红、绿、蓝组成，通过后继电路和软件计算，可获得目标的亮度与色度参数。在该系统中滤色片组盘连续旋转，光探测器则可以不断输出被测目标的红、绿、蓝信号。目前日本Minolta、Topcon，美国Photoresearch等生产的多种型号的彩色亮度计，以及浙江大学90年代研制的CL-I彩色亮度，此类仪器均采用上述技术，并已经在世界各国广泛应用。

在以上仪器结构中，为了实现对XYZ三刺激值的测量，仪器内部只能用马达转动红、绿、蓝滤色片组，使它们依次复盖在光探测器表面上，因此结构相对复杂，测量速度受到限制。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单的新颖的彩色亮度计光学系统。为此，本实用新型采用以下技术方案：它第一物镜、光栏、带孔反射镜、积分镜、反射镜、第二物镜、分划板、目镜，所述彩色亮度计光学系统在积分镜之后的成像光路上被分割为三个成像区域，并相应设有三个并列的光探测器，所述光探测器分别为对应红色波段的X(λ)探测器、对应绿色波段的Y(λ)探测器、对应蓝色波段的Z(λ)探测器，所述X(λ)探测器、Y(λ)探测器、Z(λ)探测器前分别设置红色滤色片组、绿色滤色片组、蓝色滤色片组；所述彩色亮度计光学系统在积分镜之后的成像光路上，对应三个成像区域，并列设有对应X(λ)探测器的第一光路透射结构、对应Y(λ)探测器的第二光路透射结构、对应Z(λ)探测器的第三光路透射结构。

由于采用本实用新型的技术方案：本实用新型具有以下优点：

(1)高可靠性：采用分镜式光学系统，无运动部件，取代了长期以来采用马达旋转滤色片组方式。因此系统结构简单紧凑，可靠性高；

(2)高稳定性：传统彩色亮度计采用马达旋转红绿蓝滤色片组，造成输出颜色信号有时间差别，使测量仪器稳定性降低。而本实用新型所提供的彩色亮度计由于三个光探测器同时接收目标信号，因此仪器测量的稳定性和重复性大大增强，特别对不太稳定目标测量时，传统彩色亮度计的测量误差会很大；

(3)低功耗：由于彩色亮度计的应用中往往需要进行现场测量，决定了彩色亮度计一般设计成手持式而便于携带。因此本实用新型所提供的彩色亮度计分镜式结构解决了采用马达旋转时所需要的功耗问题，而更适于电池供电。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施方式的光学系统示意图。

图2为本实用新型分镜式三色分离成像结构的剖面示意图。

图3为本实用新型分镜式三色分离成像结构的排列示意图。

具体实施方式

本实用新型包括第一物镜2、光栏3、带孔反射镜12、积分镜11，反射镜4、第二物镜5、分划板6、目镜7，从被测目标发射的光束经保护玻璃1，由第一物镜2接收，经限制光束孔径的光栏3，光束入射于带孔反射镜12，带孔反射镜12上的小孔确定了测量仪器的视场大小，光束的一部分穿过小孔入射于积分镜11，当被测目标光束的一部分穿过带孔反射镜12的小孔的同时，其余部分被带孔反射镜反射至反射镜4，并通过第二物镜5成像于分划板6上，观察者可通过目镜7看清被测目标。因此测量人员可以通过上述瞄准光路，使测量系统对准被测目标。