[发明专利]一种变焦亮度计

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种亮度测量，尤其是一种具有变焦功能的亮度计。

【背景技术】

亮度计是一种测量亮度的仪器，主要用于景观照明工程测试、LED显示屏测试、LED背光测试、LED交通信号灯测试、LED液晶屏测试、CCFL灯测试等。目前常用亮度计主要有瞄点式亮度计和成像亮度计，常用瞄点式亮度计的工作原理为：待测目标的光束经设置在亮度计前端的物镜，成像在倾斜的反射镜上，反射镜上有一系列尺寸不等的圆孔，称为带孔反射镜，待测目标上的待测光束穿过带孔反射镜和滤光片，照到光电探测器上。带孔反射镜上的圆孔被用作视场光阑，待测目标上的实际待测面积由圆孔的直径决定。转动带孔反射镜，让待测光束进入带孔反射镜上不同直径的圆孔，从而改变亮度计测量视场角的大小。而常用图像亮度计的工作原理为：待测目标的光束经设置在亮度计前端的物镜和滤光片后，直接成像在二维阵列式多通道光电探测器上，从而测量每个像素点所对应的待测目标的亮度。

瞄点式亮度计上的带孔反射镜的通光孔、图像亮度计上的二维阵列式多通道光电探测器的像素大小，与亮度计镜头的焦距，决定了亮度计的视场角的大小，也因此决定了亮度计的测量区域，视场角越大，测量区域越大。瞄点式亮度计在测量过程中，一般通过分布在带孔反射镜上一圈大小不同的圆孔，即视场光阑来改变视场角的大小。但是，这个方法的难点在于多个视场角在进行切换时，由于圆孔中心很难对准到光电探测器的光轴上，在高要求场合会带来测量误差。而且这样的视场调节是不能连续可调的，经常不能够得到满意的视场角。而在现有图像亮度计中，每个像素的视场以及测量的总视场都是固定的。综上所述，现有亮度计在需要改变视场的测量场合中，由于自身的缺陷，总不能方便实现或者不可避免的带来测量误差。

【发明内容】

针对上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种无需改变(或切换)视场光阑大小，只需通过改变物镜焦距，即可简单灵活改变物方测量视场角大小，具有较高测量精度的亮度测量装置。

本发明所述的一种变焦亮度计，包括镜头、光电探测器，其中，镜头上设有可变焦的透镜组和对焦器，其特征在于，所述镜头上设有与透镜组相联动的改变镜头焦距的变焦器。所述变焦亮度计在亮度测量过程中，根据所需测量视场角调节焦距。当镜头焦距发生变化时，所述变焦亮度计所测量的视场相应地发生变化，无需调节视场光阑的大小或者二维阵列式多通道光电探测器的像素大小，因此不会出现因机械调节视场光阑而带来的对准误差，并且具有视场调节方便，测量视场连续可变等优点。

所述对焦器是通过整体移动透镜组来改变像距，直至达到合适的视场角，使得被测物清晰成像，如图1所示。

所述变焦器是利用透镜组中两个或两个以上透镜(组)的移动，改变透镜组间的间隔来从而改变整个镜头的焦距的，如图1所示。

上述的变焦亮度计中还包括可根据镜头焦距改变的大小计算测量校正系数的电子测量控制单元。

为了进一步完善和提高精度，所述变焦亮度计还包括与变焦器联动的焦距测量器，焦距测量器与电子测量控制单元电连接。在亮度测量过程中，焦距测量器将测量信号传输给电子测量控制单元，电子测量控制单元根据焦距的变化和预先在设定的校正模型计算出校正系数，从而修正因焦距发生变化而引起的测量误差。

作为优选，在实验室建立亮度测量误差和焦距之间的关系，并建立修正模型。亮度计在一系列不同的焦距下测量同一均匀光源，亮度测量结果应相同，根据这一原理计算得到各个不同焦距下的焦距校正系数。

作为一种技术方案，所述变焦器为设置在镜头上的变焦环，通过旋转改变变焦亮度计测量视场角的大小；或者，所述变焦器为通过前后伸缩平移改变焦距的推拉器。

作为一种技术方案，所述焦距测量器是与变焦环相连的滑动变阻器。

作为一种技术方案，本发明所述的光电探测器为单通道光电探测器，光电探测器前设置有带孔反射镜和修正光电探测器光谱响应的滤色片或滤色片色轮，带孔反射镜处于待测目标的像面位置。一般情况下，在单通道光电探测器前设置的滤色片使光电探测器的光谱响应与人眼光视效率函数V(λ)相匹配，光电探测器前方设置滤色片色轮时，一般色轮上的滤色片分别使滤色片对入射光束的响应与颜色三刺激值函数相匹配。本技术方案中的变焦亮度计能够测量穿过带孔反射镜的被测目标亮度及色度。

作为一种技术方案，上述的光电探测器为多通道光电探测器，多通道光电探测器前设置有带孔反射镜，每个通道前设置有修正各自通道光谱响应的滤色片，使各个通道的光谱响应分别与颜色三刺激值函数相匹配。本技术方案中的变焦亮度计也能够测量穿过带孔反射镜的光源亮度和色度。