[实用新型]一种基于成像球的光强、视角和散射分布函数测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉光学测试领域，尤其与一种成像球测量系统的结构有关。 

背景技术

测量光沿不同视角的强度或者色度分布特性，在光源特性分析以及材料表面性能分析等应用领域具有重要的意义。比如，测量光源在特定空间角度上的发射光强，可用于改进LED的二次光学设计；视角和散射分布函数把发光体的显示特性(包括亮度、色度、对比度等)或者材料的散射特性描述为空间角度的函数，用于LCD、汽车外表面、电影胶片等各种产品的光学性能检验；进一步的散射分析，包括BRDF(双向反射分布函数)和BTDF(双向透射分布函数)等的测量结果，能够全面评估材料在各种光照条件下的表面特性。 

对于发光体或者材料的光强、视角和散射分布函数测量，传统的方法通过采用各种专门设计的测量仪器和系统来实现的。角度光度计(Goniophotometer)或者角度分光辐射度计(Gonio-spectroradiometer)通过双轴角度计来旋转光源(LED、灯具等)，并在远场条件下测量特定角度下的光度或者色度参数。通过遍历各种空间角度，该方法也能够用来测量发光体的视角分布函数。对于材料表面的视角分布函数，通常采用锥光偏振仪(Conoscope)或者成像角度光度计(Imaging Goniophotometer)等方法来测量。对于各种材料(油漆、塑料、金属、皮肤等)表面的散射分析，则需要更专门的仪器，比如光泽度仪(Gloss Meter)、多角度色度计(Multi-Angle Colormeter)、角度反射计(Gonioreflectometer)等获取BRDF/BTDF。这些方法各有优缺点，但由于空间角度分布函数的测量普遍采用了旋转双轴设计，因此导致测量时间长、角度分辨率低、系统结构复杂、测量成本高等缺点。 

因此，需要一种结构简单、测量时间短、角度分辨率高、低成本的光强、视角和散射分布函数测量系统。 

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种基于成像球的光强、视角和散射分布函数测量系统，以弥补上述现有技术的不足。 

为了实现本实用新型的目的，拟采用以下技术： 

一种基于成像球的光强、视角和散射分布函数测量系统，结构包括半积分球、CCD相机、外部入射光源、陷光器和PC数据处理端，其特征在于：半积分球内放置专门设计的凸反射镜，用于反射半积分球的内表面到CCD相机，利用高分辨率的CCD相机进行测量，从而达到测量时间短、角度分辨率高的效果。 

进一步，所述半积分球，其直径为500mm，内表面有漫反射系数为20％的涂层。 

进一步，所述半积分球，其圆顶面与凸反射镜对应位置设置圆孔，圆孔可通过盖子 打开或者关闭，用于放置CCD相机。 

进一步，所述半积分球，其内底平面放置专门设计的凸反射镜，凸反射镜能够反射整个半积分球的内表面图像到CCD相机。 

进一步，所述半积分球，其圆顶面偏离圆顶中心30°～60°位置设置圆孔，圆孔可通过盖子打开或者关闭，用于放置外部入射光源；与其对称的另一侧设置圆孔，圆孔可通过盖子打开或者关闭，用于放置陷光器。 

进一步，所述半积分球，其内底平面中心设置圆孔，圆孔可通过盖子打开或者关闭，用于放置待测光源或者待测材料。 

进一步，所述半积分球，其内底平面凸反射镜与光源之间放置一块小的遮挡片。 

进一步，所述CCD相机，为512×512或者1024×1024的高分辨率CCD相机，光谱响应范围覆盖350～1100nm，与PC数据处理端通过有线或者无线传输相联机。 

采用上述技术方案，其特点在于： 

一种基于成像球的光强、视角和散射分布函数测量系统，能够同时测量发光体或者材料的光强、视角和散射分布函数。该系统采用高分辨率CCD相机进行成像测量，没有旋转双轴部件，具有测量时间短、角度分辨率高、系统结构简单、成本低等优点。 

附图说明

图1示出了本实用新型结构示意图。 

图2示出了本实用新型测量模式一的结构示意图。 

图3示出了本实用新型测量模式二的结构示意图。 

图4示出了本实用新型测量模式三的结构示意图。 

具体实施方式