[发明专利]一种中间视觉光度值的测量方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于光辐射测量领域，具体涉及一种中间视觉光度值的测量方法及其测量装置。 

背景技术

当人眼光刺激的亮度在约3 cd/m²以上时，主要由人眼锥体细胞获得的视觉称明视觉或锥体细胞视觉,CIE规定的明视觉光视效率函数 是目前光度学计算、测量和照明设计的基础和依据。光刺激的亮度约在0.001 cd/m²以下，即在暗适应情况下主要由杆体细胞获得的视觉称暗视觉或杆体细胞视觉,CIE也于1951年规定了暗视觉光视效率函数，暗视觉光视效率函数曲线相对于明视觉光视效率函数曲线向短波方向移动。当照明亮度在明视觉和暗视觉之间时，即亮度在0.001 cd/m²～3 cd/m²之间时，比如夜间道路照明和交通照明等，属于中间视觉状态，在这种状态下人眼的锥体细胞和杆体细胞同时活动并相互作用。中间视觉的光视效率函数与具体照明水平相关，在夜间照明等中间视觉条件下，光视效率函数相对于明视觉光视效率函数的偏移，如均使用明视觉光度学标准，则会在光度测量计算以及照明设计中产生不恰当的甚至是错误的结果。 

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种使用方便且测量精度较高的测量中间视觉光度量的方法。 

本发明的另一个目的是旨在提供一种精度较高的中间视觉光度量测量装置。 

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案： 

一种中间视觉光度值的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

(1) 用光谱仪测量被测光的相对光谱功率分布，用光谱灵敏度与CIE规定的明视觉光视效率函数相匹配的明视觉光度探头测量被测光的明视觉光度量G；

(2) 由明视觉光度量G和被测光的相对光谱功率分布，计算被测光的绝对光谱功率分布：

          （1）

(3) 根据被测光的绝对光谱功率分布，由中间视觉光度学模型计算中间视觉光度值。

在本发明中，利用对被测光的明视觉光度量和相对光谱的测量和计算，得到被测光的绝对光谱功率，通过该量值，能够保证在使用任意模型的条件下准确得到中间视觉光度量值。本发明的中间视觉光度值的测量方法适用于任意光源。 

与本发明所述方法类似的还可以使用光谱灵敏度与暗视觉光度探头测量被测光的暗视觉光度值，通过同样方法计算出中间视觉光度值，但与明视觉光度探头相比，市场上的暗视觉的光度探头很少，技术相对不成熟，因此该方法虽然可行，但实际应用存在困难。 

本发明还可以作进一步的改进和完善： 

由光谱仪测得的，明视觉光视效率函数以及所述明视觉光度探头的相对光谱灵敏度，计算光谱修正系数，并用来修正明视觉光度量G得到更为精确的明视觉光度量G_c，光谱解析修系数K可按下式进行：

        （2）

式中为所述光谱分析系统测得的被测光的相对光谱功率分布，，分别为所述明视觉光度探头和暗视觉光度探头的相对光谱灵敏度，为用于定标所述光度探头的标准光源的已知光谱功率分布，为CIE推荐的明视觉光视效率函数。

用修正后的明视觉光度量G_c替代式(1)中的G，计算被测光的绝对光谱功率分布，以得到更高的绝对值精度，计算公式如下： 

  （3）

式中为所述光谱分析系统测得的被测光的相对光谱功率分布。

上述方案中，中间视觉光度学模型为CIE规定的模型或者X摸型或者MOVE模型或者其他已知的中间视觉光度学模型。目前研究中间视觉光度学比较可靠的方法是视觉功能法，人们根据视觉功能法得到了中间视觉光视效率函数的各种不同的模型，例如X模型，MOVE模型等： 

1）X模型

      （5）

其中表示中间视觉光谱视效函数。 

              （6） 

当明视觉亮度为0.001尼特以下时=0；明视觉亮度为0.6尼特以上时，=1。为中间视觉亮度。由式（5）（6）并测得明视觉和暗视觉亮度可以求得任意中间视觉照明条件下的。

2）MOVE模型 

   （7）

其中

      （8）

其中=555nm，任意位置满足。测得明视觉和暗视觉亮度，由式（7）（8）可以求得任意中间视觉照明条件下的。

其中=555nm，。