[发明专利]一种模拟人眼对光环境感知的光学测量系统与测量方法

权利要求书

1.一种模拟人眼对光环境感知的光学测量系统，其特征在于，包括十字形的支架式导轨、其中一个导轨上设有光谱仪，另一导轨上设有动态响应测试仪和平面亮度计；其中，光环境发出的光线信息通过平面亮度计记录其亮度分布，通过光谱仪记录其光谱分布，通过动态响应测试仪测量动态响应；所述光谱仪为非接触式的，并且至少包含两路探测系统，一路针对场景中心，采用点亮度计光学系统，一路针对全局视野，采用照度计光学系统，探测最大视角范围能够达到水平方向120°，垂直方向90°，能够全部记录光环境的光谱信息。

2.根据权利要求1所述的一种模拟人眼对光环境感知的光学测量系统，其特征在于，支架式导轨上配备用于在水平和垂直方向调整角度的支架。

3.根据权利要求1所述的一种模拟人眼对光环境感知的光学测量系统，其特征在于，所述动态响应测试仪包括数据采集卡，数据采集卡的数据宽度为16-bit，最大采样率能达到100000points/s；动态响应测试仪的检测过程为：光环境内的显示器提供不同分辨率和屏幕刷新率的测试图像，动态响应测试仪接收信号，利用其内部的光电二极管进行光电转换，通过低噪声信号放大器将光电信号放大，利用数据采集卡获取时变信号，实现对动态响应的检测。

4.根据权利要求1所述的一种模拟人眼对光环境感知的光学测量系统，其特征在于，所述平面亮度计测量视角可调，能够达到水平方向120°，垂直方向90°，能够全部记录光环境的亮度信息。

5.基于权利要求1所述的一种模拟人眼对光环境感知的光学测量系统的测量方法，其特征在于，通过平面亮度计获取空间亮度分布，利用该亮度分布计算出当前条件下的瞳孔直径，进而计算出人眼感知到的空间亮度；通过调整光谱仪的测量视角获取人眼视野范围内接收到的光谱辐照度；通过动态响应测试仪测量动态响应信息。

6.根据权利要求5所述的一种模拟人眼对光环境感知的光学测量系统的测量方法，其特征在于，

获取空间亮度分布feu的方法如下：

其中，为亮度矩阵中对应的亮度值，θ和为亮度矩阵中每个区域对应的各自的位置角度信息，N为亮度矩阵中元素的数量。

7.根据权利要求6所述的一种模拟人眼对光环境感知的光学测量系统的测量方法，其特征在于，

瞳孔直径a的计算方法为：

a＝0.425ln(feu)+5.3411。

8.根据权利要求7所述的一种模拟人眼对光环境感知的光学测量系统的测量方法，其特征在于，

人眼感知到的空间亮度E的计算公式为：

其中，τ为眼睛的透过率，L为发光面的光亮度，f为眼睛的焦距。

9.根据权利要求5所述的一种模拟人眼对光环境感知的光学测量系统的测量方法，其特征在于，

光谱仪的两路探测系统测量得到的场景中心、全局视野的光谱信息，对场景中心、全局视野的光谱信息进行处理，从而得出视场中的随波长变化的辐射功率Φ(λ)，由下面的公式计算出光谱中任意波长的光在人眼处产生的辐照度即光谱辐照度E_λ；

其中λ为波长，A为瞳孔面积，光谱辐照度E_λ的单位为w·m^-2·nm。