[实用新型]一种显微成像式彩色亮度计及校准装置

说明书

本实用新型提供了一种显微成像式彩色亮度计，包括：镜头、主机和工控机；镜头与主机之间采用标准的F卡口相连，主机与工控机之间采用标准USB数据线相连；所述镜头，由显微物镜和测试转接镜组成，测试转接镜一端采用标准RMS螺纹接口与显微物镜相连，另一端采用F卡口与主机相连，用于待测件的图像光学放大；本实用新型采用小尺寸物体光学放大技术，借鉴光学显微镜的成像原理，将显微物镜和成像亮度计的测试转接镜头进行组合，实现小尺寸物体的光学放大，使其成像在相机的焦平面上，将显微物镜进入到成像亮度计中，实现了微米量级小尺寸微区域待测目标的测试。

技术领域

本实用新型属于彩色亮度计及亮度计测量领域，具体涉及一种显微成像式彩色亮度计及校准装置。

背景技术

国内很多亮度计生产厂家根据实际应用场景，对常规成像亮度计进行了改进，例如：实用新型名称“一种RVS成像亮度计量装置(ZL 2018 2 1710942.9)”，通过温度控制消除亮度计在低温或潮湿环境下镜片起雾的问题；中国建筑科学研究院提出了一种基于数码相机的图像亮度计及其测量方法(ZL 2010 1 0238438.5)，实现了成像亮度计的小型化；远方光电设计了一种变焦亮度计，(ZL 2011 1 0031822.2)，解决了手动聚焦重复性差的缺陷；上海昊量光电设备有限公司采用彩色相机作为光电转换部件(ZL 2018 2 0906775.9)，省去了分光器件，大大缩小了设备体积。以上专利是在常规成像亮度计的基础上，通过选用带色彩分析的彩色相机、改变分光方式、增加控温除湿等措施，提升成像亮度计的性能。但是，这些技术均不涉及小尺寸微区域亮度的测试，还存在很多缺点，主要包括以下几点：(1)成像亮度计要实现色彩参数测量，需要使用XYZ三色滤光片，由于相机和滤光片从不同厂家采购，导致亮度计的视觉函数曲线与理论值偏差较大，影响最终的测试结果精度。(2)OLED等像素级别亮度的测试要求成像亮度计的分辨率能够达到1μm量级，但是现有的成像亮度计仅能达到50μm，无法满足测试需求。

平视显示系统(HUD)和头盔显示系统(HMD)中应用的数字像源具有亮度动态范围大、分辨率高、像素尺寸小等特点，目前，其最小像素尺寸接近3μm，而且随着分辨率的提高，其像素尺寸将会进一步变小。市场上现有的瞄点式光谱式亮度计最小测试尺寸约为1mm，成像亮度计最小可分辨的尺寸约为50μm，均无法满足微米量级小尺寸亮度的测试需求。

彩色亮度计的测量方法主要有两种：一种是光谱光度法，利用扫描或是分光的方式得到被测物体的光谱辐射曲线，然后根据国际照明委员会(CIE)推荐的计算公式得到三刺激值XYZ，从而得到亮度和色度参数，该方法测试精度高，适合于瞄点式彩色亮度计。另一种是采用光电积分法，应用三色或四色滤光片与探测器组合，组合后的光谱响应与标准色度观察三刺激值曲线匹配，当探测器采用CCD或COMS等二维探测器时，称为成像式彩色亮度计。与本实用新型最相近的技术方案是杭州远方光电信息有限公司设计的“一种变焦亮度计ZL 2010 1 0237097.X”，该发明通过在镜头上设置与透镜组相连动变焦器，方便地改变亮度计的镜头焦距，从而调节测量视场角；还可以通过与变焦器联动的焦距测量器测量出焦距的变化，并通过电子测量控制单元计算校正系数，从而方便实现不同视场角下的精确亮度测量。该发明在常规的亮度计的基础上增加了自动变焦功能，并没有给出小尺寸微区域亮度测试的具体方案，也没有给出标准色度观察三刺激值曲线匹配的方法。现有技术存在以下缺点：(1)成像亮度计要实现色彩参数测量，需要使用XYZ三色滤光片，由于相机和滤光片从不同厂家采购，导致亮度计的视觉函数曲线与理论值偏差较大，影响最终的测试结果精度。(2)OLED等像素级别亮度的测试要求成像亮度计的分辨率能够达到1μm量级，但是现有的成像亮度计仅能达到50μm，无法满足测试需求。

实用新型内容