一种用于光束视角的测量设备的制作方法

1.本技术涉及光束检测技术领域，特别涉及一种用于光束视角的测量设备。


背景技术：

2.随着技术发展，发光源的特性评估对产品的特性越来越重要。常见的发光源，包括led（发光二极管）、microled、miniled和ld等不同类型。 其组成的产品包括消费电子产品（如手机屏幕，电视显示器等），也包括激光雷达。
3.对于这种发光体，其发光特性的评估对于其产品的质量评价显得很重要。例如，屏幕发光的视角特性是影响其使用性能的一个重要评估项。一般而言，led（或ld和microled等）被认为是余弦辐射体。余弦辐射体是发光强度的空间分布符合余弦定律的发光体(不论是自发光还是反射光)，其在不同角度的辐射强度会依余弦公式变化，角度越大强度越弱。但是由于led制程及工艺技术的原因，不能表现为理想的余弦辐射特性。其具体发光强度随视角的特性，需要进行严格的测量分析。
4.同样的，对于激光雷达，其一般使用激光发射，激光的视角特性，对于其测量距离、测量范围、性能品质也有很显著的影响。激光光束的发散角越大，其能量衰减越快。但是其照射的范围越大。在汽车、无人设备里面，雷达本身的测量特性，也很大程度上受激光光束本身的特性所影响。
5.因此，测量评估分析发光体（光束，显示灯珠等）的视角特性，对于评价相关应用设备是很重要的。
6.在一些相关技术方案中，如图1所示，发光体2`的光从各个角度发出，利用不同角度的光电探测器1`，对准发光体2`，且距离保证一样。不同光电探测器1`测量得到的不同视角下的光强度值，利用计算机处理，就可以分析得到发光体2`随视角分布下的光强度特性。该方案存在的弊端是：每一个光电探测器1`相当于一个测量点，只能进行离散测量，在相邻两个光电探测器1`之间的光线不能被探测到，因此，无法在空间上进行连续测量，同时，由于光电探测器1`较多，测量麻烦且成本高。
7.在另一些相关技术中，利用一种弧形导轨结构，弧形导轨圆心为被测发光体。利用一个光电探测器，在弧形导轨上移动，不同时刻测量不同角度下强度特性。该方案存在的弊端是：因为要移动光电探测器，移动到不同位置，测量不同时刻、不同角度下强度特性，而目前导轨和相应的移动设备的精度无法满足相邻两个位置之间是绝对的无级调节，因此，该方案在时间上和空间上都无法进行连续测量，同时测量时间长。


技术实现要素：

8.本技术实施例提供一种用于光束视角的测量设备，以解决相关技术中无法进行连续测量的问题。
9.本技术实施例提供了一种用于光束视角的测量设备，其包括：
10.成像组件，所述成像组件具有一感光面；
11.镜头，所述镜头具有一用于安置余弦辐射体的安置点，所述镜头用于将余弦辐射体发出的光束调制成平行光，并投射在所述成像组件的感光面上；以及，
12.所述成像组件用于对投射在所述感光面上的光束进行成像，并获得各光束在图像中对应的像素点的光谱信息。
13.一些实施例中，所述镜头采用f
‑
theta镜头。
14.一些实施例中，所述镜头采用凹面镜或凸透镜。
15.一些实施例中，所述平行光大致垂直地投射在所述感光面上。
16.一些实施例中，所述安置点为所述镜头的焦点。
17.一些实施例中，所述成像组件包括图像传感器和图像处理系统，所述感光面位于所述图像传感器上，所述图像处理系统与所述图像传感器相连接，并用于对所述图像传感器所生成的图像中的各个像素点进行处理，以获得光谱信息。
18.一些实施例中，所述图像传感器采用ccd图像传感器或cmos图像传感器。
19.一些实施例中，所述余弦辐射体采用led、microled、miniled和ld中的一种或多种。
20.一些实施例中，所述光谱信息包括各个像素点的像素值，以及各个像素点的位置。
21.一些实施例中，所述镜头采用f
‑
theta镜头，所述安置点为所述镜头的焦点，所述像素点的位置记为像素点的高度，所述像素点的高度等于f
‑
theta镜头的焦距与该像素点对应的光束的入射角的乘积。
22.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
23.本技术实施例提供了一种用于光束视角的测量设备，在本实施例中，余弦辐射体发出的光束呈发散状，通过镜头后，镜头将发散的光束调制成平行光之后，投射在感光面上以进行成像，本技术通过一个成像组件接收投射的光束，形成面覆盖，而非离散的多个点，因此，从空间上能够对余弦辐射体在不同视角下的光强度分布进行连续测量；同时，由于通过成像组件接收投射的光束，无需移动成像组件，当余弦辐射体发光时，不同视角下的光束会同时投射到成像组件，因此，从时间上能够对余弦辐射体在不同视角下的光强度分布进行连续测量。
24.相对于采用多个探测器或者采用导轨移动的方式，本技术提供的测量设备结构简单，操作方便，测量耗时短。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为相关技术中的测量设备；
27.图2为本技术实施例提供的用于光束视角的测量设备（镜头采用f
‑
theta镜头）；
28.图3为本技术实施例提供的用于光束视角的测量设备（镜头采用凹面镜）；
29.图4为本技术实施例提供的用于光束视角的测量设备（镜头采用凸透镜）。
30.图中：1`、光电探测器；2`、发光体；1、成像组件；2、镜头；3、余弦辐射体。
具体实施方式
31.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.本技术实施例提供了一种用于光束视角的测量设备，其能解决相关技术中无法进行连续测量的问题。
33.参见图2所示，本技术实施例提供的一种用于光束视角的测量设备，该测量设备包括成像组件1和镜头2，成像组件1具有一感光面，镜头2具有一用于安置余弦辐射体3的安置点，余弦辐射体3可以采用led、microled、miniled和ld中的一种或多种，镜头2用于将余弦辐射体3发出的光束调制成平行光，并投射在成像组件1的感光面上，成像组件1用于对投射在感光面上的光束进行成像，并获得各光束在图像中对应的像素点的光谱信息，其中，光谱信息包括各个像素点的像素值，以及各个像素点的位置。
34.在本实施例中，余弦辐射体3发出的光束呈发散状，通过镜头2后，镜头2将发散的光束调制成平行光之后，投射在感光面上以进行成像，本技术通过一个成像组件1接收投射的光束，形成面覆盖，而非离散的多个点，因此，从空间上能够对余弦辐射体3在不同视角下的光强度分布进行连续测量；同时，由于通过成像组件1接收投射的光束，无需移动成像组件1，当余弦辐射体3发光时，不同视角下的光束会同时投射到成像组件1，因此，从时间上能够对余弦辐射体3在不同视角下的光强度分布进行连续测量。
35.相对于采用多个探测器或者采用导轨移动的方式，本技术提供的测量设备结构简单，操作方便，测量耗时短。
36.在布置镜头2与成像组件1的相对位置时，可以使镜头2调制而成的平行光，以大致垂直的角度投射在感光面上。
37.其中，由于操作人员的经验，仪器的误差等不同，实际上难以绝对地以90
°
投射在感光面上，故大致垂直可以理解成一个角度范围，该范围以90
°
为基准，左右可以存在一定偏差，比如，该角度范围为88
°
~92
°
，也可以是85
°
~94
°
，最终目的是尽可能地让平行光以90
°
的角度投射在感光面上。
38.为了将发散的光束调制成平行光，镜头2可以选用f
‑
theta镜头、凹面镜或凸透镜。
39.比如，在一些优选的实施方式中，参见图3所示，镜头2采用凹面镜，余弦辐射体3置于成像组件1和凹面镜之间，且位于凹面镜的焦点处，余弦辐射体3发出的发散光，经凹面镜反射后，形成平行光，并投射在成像组件1的感光面上。
40.再比如，在一些优选的实施方式中，参见图4所示，镜头2采用凸透镜，余弦辐射体3置于凸透镜远离成像组件1的一侧，且位于凸透镜的焦点处，余弦辐射体3发出的发散光，经凸透镜透射后，形成平行光，并投射在成像组件1的感光面上。
41.再比如，在一些优选的实施方式中，参见图2所示，镜头2采用f
‑
theta镜头，余弦辐射体3置于f
‑
theta镜头远离成像组件1的一侧，且位于f
‑
theta镜头的焦点处，余弦辐射体3发出的发散光，经f
‑
theta镜头后，形成平行光，并投射在成像组件1的感光面上。
42.基于f
‑
theta镜头的成像特性，不同角度的光线将会成像聚焦于不同的高度。可以采用第一公式计算，第一公式包括：
[0043][0044]
其中，y为像素点的高度，f为f
‑
theta镜头的焦距，θ为光束的入射角。
[0045]
采用f
‑
theta镜头不仅精确度好，而且方便计算。
[0046]
在一些优选的实施方式中，安置点为镜头2的焦点。
[0047]
在一些优选的实施方式中，成像组件1包括图像传感器和图像处理系统，感光面位于图像传感器上，图像处理系统与图像传感器相连接，并用于对图像传感器所生成的图像中的各个像素点进行处理，以获得光谱信息。其中，图像传感器采用ccd图像传感器或cmos图像传感器，光谱信息包括各个像素点的像素值，以及各个像素点的位置。图像中不同像素点位置，接收不同入射角入射的光线，在图像中，像素点的像素值越大，表示该发光体在该视角方向上的光强越大。由于ccd图像传感器或cmos图像传感器的分辨率一般较高，因此可以实现比相关技术方案中更密集的采样点，输出更丰富的采集数据。
[0048]
在一些优选的实施方式中，参见图2所示，镜头2采用f
‑
theta镜头，安置点为镜头2的焦点，像素点的位置采用第一公式计算，第一公式包括：
[0049][0050]
其中，y为像素点的高度，f为f
‑
theta镜头的焦距，θ为光束的入射角。
[0051]
在使用时，先将被测试的余弦辐射体3置于f
‑
theta镜头的焦点处，且保证被测试余弦辐射体3正好位于f
‑
theta镜头中心正下方。
[0052]
然后点亮被测试余弦辐射体3，基于f
‑
theta镜头的成像特性，不同角度的光线会将成像聚焦于不同的高度，可以采用上述第一公式进行计算。
[0053]
由于被测试余弦辐射体3位于f
‑
theta镜头中心正下方焦点处，所以采集的图片将是一幅圆对称分布的图像。假设图像中心坐标为（0，0），则不同高度的位置表示不同角度的入射光的入射位置。
[0054]
基于f
‑
theta镜头对光束偏转的特性，将成像组件1置于镜头后表面，不同视角的光线将会聚焦于不同的高度，且与入射的角度成正比关系。成像组件1的图像传感器接收不同角度的入射光，图像传感器的不同位置的像素点采集的能量，对应被测试余弦辐射体3不同入射角的光强度，从而实现被测试余弦辐射体3的视角特性的测量与分析。
[0055]
在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0056]
需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者
设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0057]
以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。