[发明专利]一种空间光谱辐射测量方法

说明书

技术领域

本发明属于光辐射测量领域，具体涉及一种空间光谱辐射测量方法。 

背景技术

分布光谱辐射计由旋转台和光谱仪构成，主要用于测量光源或灯具的空间颜色分布。近年来LED产业迅猛发展，然而，LED产品存在着光色分布不均匀的现象，严重影响了产品性能及其推广应用，因此对于LED产品，必须用分布光谱辐射计来准确测量其空间光谱分布，分布光谱辐射计在半导体照明产品的检测中发挥着越来越重要的作用。 

现有利用分布光谱辐射计测量光源或灯具的空间光谱辐射的方法，都是采用“间隔转停”模式，即在一定的空间角度范围内，光谱仪在某个角度上停顿一段时间测量被测光源的光谱；再转过一定的角度间隔，在该角度上停顿一段时间测量光谱；依此类推。每次转过一定的角度间隔并停止测量光谱，直至完成整个待测角度范围的测量。这种测量方法光谱仪需要多次启动和停止，机械上很难对启动和停止时的位置进行精确定位，因此测量角度准确度较低，并且长期重复性难以保证；由于该方法采用“转停”模式，整个测量过程耗时长，特别是在角度间隔取得较小的时候，测量时间甚至长达十几个小时、几十个小时，不能满足某些需要进行大量多次试验的实验室的快速测量要求。另外，传统的“间隔转停”模式只能采集和测量空间角度范围内某些离散点的光色信息，而不能对其他角度上的光色信息进行采样测量，导致采用该模式的测量结果不能真实反映被测光源的光色分布，测量误差大；而且目前“间隔转停”模式一般采用等角度间隔的取样方法，这种取样方法极容易导致测量误差更大，特别是对于某些光色分布不均匀的光源，这是由于LED等光色分布不均匀的光强，在某些局部区域内光强或颜色变化非常快，等间隔的取样方法特别容易丢失上述区域内的大量光色信息，导致测量误差进一步增大。此外，在传统的测量方法中，角度和光谱值是分别传输到上位机上进行处理的，如果在旋转台某些角度上的测试数据由于人为、环境等因素的改变而缺失或者不准确，整个测试数据的次序将被打乱，导致测试结果完全不可用。 

发明内容

为克服传统测量方法的缺陷，本发明旨在提供一种相对连续旋转和同步采样测量的空间光谱辐射测量方法，具有机械稳定度高、耗时短、测量准确度高、可靠性和稳定性好等特点。 

本发明公开了一种空间光谱辐射测量方法，包括被测光源、光谱仪和旋转台，光谱仪获取被测光源的光谱，其特征在于，在旋转台的带动下，所述的光谱仪绕被测光源作相对连续转动，旋转台获取相对转动的角度信息，同时光谱仪同步地采集和测量被测光源的光信号。 

在测量过程中，旋转台的连续旋转与光谱仪的采集和测量光信号保持同步，旋转台带动光谱仪和被测光源相对连续转动并获取相对连续转动角度信息，光谱仪同步地采集和测量被测光源的光信号，实现被测光源光谱特性和色度参数的测量，如平均色度特性、空间颜色不均匀性等。相比于传统分布光谱辐射计的 “间隔转停”的离散测量模式，由于旋转台带动光谱仪绕被测光源作相对连续转动，整个测量装置不需要多次启动和停止，机械自身稳定度高；同时大幅缩短了测量时间，提高了测试效率。 

在利用分布光谱辐射计测量空间光谱辐射分布时，传统的“间隔转停”模式（图1中离散点表示的测量模式）仅能测量某些离散点的光谱值，而角度间隔内其他点的光谱值均不能被测量，一般将角度间隔内其他点的光谱值都用前一个离散点上测得的光谱值替代，这种数据处理方法误差较大，特别对于某些光色分布不均匀的光源测量误差更大。而本发明（图1中连续曲线表示的测量模式）中，光谱仪对被测光源空间角度范围内的光色信息连续采样测量，光谱仪每次积分获取的是一段角度范围内的光信号，该模式测得的光谱数据齐全，可准确反映整个被测光源的空间光谱分布。因此，相比于传统的“间隔转停”离散测量模式，利用本发明的相对连续旋转和同步采样方法得到的空间光谱分布更为准确，测量结果准确度高。 

本发明还可以通过以下技术方案进一步限定和完善。 

作为优选，包括与旋转台和光谱仪均电连接的控制中心；测量过程中，旋转台将相对转动角度信息发送至光谱仪，光谱仪将角度和光谱值相对应的二维信号输出至控制中心；或者旋转台将相对转动角度信息、光谱仪将光谱值分别发送至控制中心，，控制中心接收角度和光谱值相对应的二维信号。上述技术方案保证了角度和光谱数据的严格对应，克服了传统测量方法的缺陷，即使旋转台某些角度上的测试数据缺失或者不准确，也不会影响其他位置上测试数据的准确性，测量结束后，测试人员可以根据被测光源的发光特性采用插值或者其他方法拟合上述缺失位置的数据，大幅提高测试数据的可靠性和准确性。