[发明专利]一种调节目标和背景亮度进行视觉测量的方法与实验装置

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种调节目标亮度和背景亮度进行视觉测量的方法与实验装置。在照明工程中可以定量评价不同类型光源的品质，同时也可以在不同照明环境下定量测量目标的视度。

背景技术

在照明环境中，评价光源的好坏只局限于分析光源的光谱分布，不同类型的光源无法进行视觉效果的比较；评价照明环境是否达到视觉作业要求是以照度或亮度衡量的，但指标只是多数人主观评价的统计结果，不能直接反映出观测者的对目标的视度。本发明实验装置利用调节目标光源和背景光源的亮度值的原理，能简单并且快速地得到观测视标的目标对比度，很好地解决光源评价和视觉定量测量的问题。

发明内容

实验装置分别由两种光源照射，分别为目标光源和背景光源，目标光源光线经过装置中的衰减片后，视标的亮度为目标光源透射后的照明水平，衰减片的透射率为τ，衰减片的数量可用n表示，那么经过衰减后视标的光通量用(1)式表示：

Φ_视标＝n·τ·Φ_目标光源(1)

背景光源光线经过装置的观测屏反射后，观测背景的亮度为经过光源反射后的照明水平。观察屏幕的反射率为ρ，那么背景亮度经过反射后的光通量用(2)式表示：

Φ_背景＝ρ·Φ_背景光源(2)

那么目标与背景光源经过衰减片与观测屏之后目标光源与背景光源的亮度分别用L_t和L_b表示，根据亮度对比度的概念，视标的目标对比度可采用公式(3)来表示：

C1=Lt-LbLb---(3)]]>

上式中C₁表示为只考虑目标与背景光源的亮度对比度，当目标与背景光源类型不一致时，需要加入目标与背景光源间的色彩对比度，用C₂表示，当C₂＝-1时为弱对比，C₂＝1时为强对比，如下面公式(4)：

C₂＝{-1，1}(4)

在一定照明条件(可用照度值E表示)下，当观测者刚好观察到观测屏上的对应视力等级的视标时，该视标的视角可用α来表示。

该发明专利就是采用可以无限级调节目标与背景亮度的方法，结合各种光源为不同目标与背景光源的组合，采用不同视角视力等级的视标作为视觉测量的实验装置。测出的视度V为四参量函数，用以下公式表示：

V＝V(C₁、C₂、α、E)(5)

附图说明

以下结合附图对本发明进一步说明：

附图1是该发明专利的原理图；

附图2是该发明专利的透视效果与构造图；

附图3是该发明专利的纵向剖面图；

图中编号：1、观测屏，2、亮度、照度与光源光谱探测孔，3、内壁涂黑的基座，4、无色磨砂胶片，5、内壁涂黑的顶盖，6、放置滤光片的插槽，7、镂空的视标，A-A、纵向剖面。

具体实施方式

本发明视觉测量实验装置的主体部分的构造如附图2所示。从附图2中1为具有高反射率的白泡沫观测屏，2为供测量亮度值、照度值与光源光谱的探测圆孔，3为提供放置衰减片的基座，并且内壁涂黑，防止光线在内部反射，4为无色磨砂胶片可使光强衰减，5为基座的顶盖，防止背景光源的影响，6为基座上的插槽，可固定衰减片的位置，7为在观测屏以镂空形式存在的各视力等级视标。

本发明视觉测量实验装置的光学原理如附图1所示。观测屏上视标的光通量是与目标光源的光通量、衰减片的个数和衰减片的透射率有关的，可用公式(1)来表示；观测屏作为视标的背景，它的光通量与背景光源的光通量和其反射率有关，如公式(2)所示。