[发明专利]一种高色温连续可调的均匀光源装置及方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及光学领域，尤指一种高色温连续可调的均匀光源装置及方法。

 

背景技术

色温是表示光源光谱质量最通用的指标，由光源相对光谱功率分布决定的。色温要求低于3200K时，一般使用卤钨灯，色温高于4300K时，一般使用氙灯。现有的卤钨灯是可以用调节工作电压或工作电流的方式来连续调节色温。氙灯是一种高色温的高压气体放电光源，它的工作原理是在石英玻璃管内，以氙气与碘化物等惰性气体充填，然后再透过增压器将12伏特的直流电压瞬间增压至23000伏特的电流，经过高压震幅激发石英管内的氙气电子游离，在两电极之间产生光源。现有调节工作电压或工作电流来连续调节色温的方式无法用于高色温的连续调节。

目前市场内，调节氙灯色温采用特定滤色片来实现，即在氙灯前插入一光学特性固定的滤色片以得到需要的色温。这样做的局限性在于不能得到连续高色温的光源，不能满足各种光电成像系统的像面均匀性测试的需求。此外，色温本身是光源的一个特征属性，在不同的领域，不同的行业，对色温的要求是不一样的，连续可调的色温光源的实现可以适应不同色温的需要，具有很好的通用性，因此高色温的连续可调将会有很广阔的应用前景。

 

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种调节方便简单的高色温连续可调的均匀光源装置，能够产生特定高色温的均匀发光朗伯面。本发明的另一目的在于提供一种高色温连续可调的方法。

为实现上述目的，本发明的高色温连续可调的均匀光源装置，包括高压气体放电光源、聚光装置、渐变滤色片、位置调节装置和积分球，所述高压气体放电光源发出的光经所述聚光装置聚焦后照射在厚度沿一方向逐渐变化的所述渐变滤色片上；所述渐变滤色片位置调节装置用于调节渐变滤色片沿所述方向逐渐移动；经过渐变滤色片的光射入所述积分球，并在积分球出光口处形成随渐变滤色片的移动而连续变化的高色温均匀朗伯面。

进一步，所述高压气体放电光源为氙灯光源、高压汞灯或高压钠灯。

进一步，所述聚光装置为一片聚光镜或者用于聚光的透镜组。

进一步，所述位置调节装置控制所述渐变滤色片的移动距离与所需色温相关。

本发明的高色温连续可调的方法，具体为：将高压气体放电光源发出的光经聚焦后照射在厚度沿一方向逐渐变化的所述渐变滤色片上，然后射入积分球中，通过沿所述方向移动渐变滤色片得到连续变化的高色温均匀朗伯面。

进一步，所述高压气体放电光源为氙灯光源、高压汞灯或高压钠灯。

进一步，所述聚焦通过一聚光装置完成，该聚光装置为一片聚光镜或者用于聚光的透镜组。

进一步，所述位置调节装置控制所述渐变滤色片的移动距离与所需色温相关。

进一步，所述渐变滤色片的厚度级差与所需色温的调节范围相关。

本发明的高色温连续可调的均匀光源装置及方法，通过控制高压气体放电光源发出的光聚焦在渐变滤色片上的不同位置，改变光源发出的光进入积分球的光谱相对能量分布，在积分球出口处得到连续变化的高色温均匀光源。解决了高压放电光源不能进行连续高色温调节的问题，满足了各种光电成像系统的像面均匀性测试的需求。

 

附图说明

图1为本发明的光源装置的结构示意图；

图2为本发明中渐变滤色片上不同厚度处的光谱特性。

 

具体实施方式

如图1所示，本发明的高色温连续可调的均匀光源装置，包括氙灯光源1、聚光镜2、位置调节装置3、渐变滤色片41和积分球5，渐变滤色片41固定安装在操控台4上，操控台4可在位置调节装置3的控制下带动渐变滤色片41一起移动，透过渐变滤色片41的光自积分球5的入光口6射入积分球，经多次漫反射，在积分球5的出光口7处形成一个高色温均匀朗伯面。