一种双路光谱校正的成像色亮度计及光测量方法与流程

本申请涉及色亮度测量设备，尤其涉及一种双路光谱校正的成像色亮度计及光测量方法。

背景技术：

1、成像色亮度计是重要的光学测量工具，通过捕捉并分析物体反射或发射的光谱信息，测量并量化物体的色亮度特性，被广泛应用于科研、工业质量控制、环境监测以及消费品检测等多个领域。

2、当前，市场上的成像色亮度计主要分为两大类，分别为外接高精度光谱仪的成像色亮度计和内置微型光谱仪的成像色亮度计。外接高精度光谱仪的成像色亮度计，通过连接高精度的光谱分析设备，能够提供极高的测量精度，但由于设备体积较大，重量较重，因此在便携性方面存在明显不足；内置微型光谱仪的成像色亮度计则通过将光谱仪小型化并集成到成像色亮度计内部，实现了便携性，但由于体积和功耗上的限制，微型光谱仪的测量量程往往较小，在低亮度条件下的测量精度较差。

3、在一些既需要高精度测量又需要便携性的场合下，需要同时携带外接高精度光谱仪的成像色亮度计和内置微型光谱仪的成像色亮度计，以满足不同测量环境与测量精度的测量需求，这就导致用户的携带负担加重，还增加测量成本和复杂度。

4、基于此，本申请提出一种双路光谱校正的成像色亮度计及光测量方法，用以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请提供了一种双路光谱校正的成像色亮度计及光测量方法，能够满足不同测量环境与精度的测量需求。

2、本申请第一方面提供了一种双路光谱校正的成像色亮度计，包括：

3、壳体、控制模块、内部光谱仪、光处理模块、轮转盘、镜头、第一光纤、第二光纤及分光组件；

4、所述控制模块、所述内部光谱仪及所述光处理模块均设置在所述壳体内，所述控制模块分别与所述内部光谱仪、所述光处理模块电连接；所述镜头设置在所述壳体上，所述镜头用于传输入射光束，所述入射光束沿所述镜头传输进入所述壳体内，所述镜头与所述光处理模块之间形成光路连接；所述轮转盘与所述分光组件均设置在所述壳体上，并且所述轮转盘位于所述镜头与所述光处理模块之间，所述壳体上设置有接口，所述外部光谱仪的测量精度高于所述内部光谱仪的测量精度；所述接口与所述分光组件之间通过所述第一光纤连接，所述内部光谱仪与所述分光组件之间通过所述第二光纤连接，所述接口用于与外部光谱仪连接；

5、所述轮转盘上设置有拍摄镜片与反射棱镜，所述轮转盘受控转动，当所述轮转盘转动到所述拍摄镜片与所述入射光束共轴时，所述入射光束经过所述拍摄镜片抵达所述光处理模块；当所述轮转盘转动到所述反射棱镜与所述入射光束共轴时，所述入射光束经所述反射棱镜反射后形成与所述分光组件共轴的出射光束，所述分光组件用于将所述出射光束引入所述第一光纤和/或所述第二光纤中。

6、可选的，所述分光组件为光纤插头与固定座，所述固定座固定在所述壳体上，所述光纤插头固定在所述固定座上，所述光纤插头与所述出射光束共轴；

7、所述第一光纤与所述第二光纤均设置在所述光纤插头内，所述第一光纤与所述第二光纤相切，并且相切点与出射光束的轴心对齐。

8、可选的，所述第一光纤的纤芯直径大于所述第二光纤的纤芯直径。

9、可选的，所述第一光纤与所述第二光纤均为单芯光纤。

10、可选的，所述分光组件为分光器，所述第一光纤与所述分光器的输出端连接，所述第二光纤与所述分光器的输出端连接，所述分光器的输入端向外延伸出第三光纤，所述第三光纤与所述出射光束共轴，所述分光器用于将所述出射光束同时引导到所述第一光纤及所述第二光纤内。

11、可选的，所述分光组件包括轨道与位置切换座，所述轨道设置在所述壳体上，所述位置切换座设置在所述轨道上，所述第一光纤与所述第二光纤并排设置在所述位置切换座上，所述位置切换座受控沿所述轨道移动，使所述第一光纤或所述第二光纤与所述出射光束共轴。

12、可选的，所述轨道为直轨，所述直轨与所述出射光束垂直。

13、可选的，所述分光组件为分束镜，所述分束镜包括反射状态与折射状态，所述分束镜受控在所述反射状态与所述折射状态之间切换，在所述反射状态，所述出射光束经所述分束镜反射后抵达所述第二光纤，在所述折射状态，所述出射光束经所述分束镜折射后抵达所述第一光纤。

14、本申请第二方面提供了一种光测量方法，应用于第一方面与第一方面任一可选方式中的成像色亮度计，所述光测量方法包括：

15、控制轮转盘转动，当拍摄镜片与入射光束共轴时，控制光处理模块对穿过所述拍摄镜片的所述入射光束进行拍摄，得到图像；

16、计算所述图像内全部像素的第一色亮度值，所述第一色亮度值内至少包括所述图像中心像素的中心点亮度值；

17、控制所述轮转盘转动，使反射棱镜与所述入射光束共轴，所述入射光束经所述反射棱镜后形成与分光组件共轴的出射光束；

18、基于预设的亮度阈值与所述中心点亮度值进行比对，根据比对结果确定目标光谱仪；

19、控制所述分光组件将所述出射光束引导到所述目标光谱仪中，通过所述目标光谱仪采集出射光束中心点的第二色亮度值；

20、基于所述第二色亮度值校准所述第一色亮度值，得到目标色亮度值，将所述目标色亮度值导出。

21、可选的，所述根据比对结果确定目标光谱仪，包括：

22、若所述中心点亮度值大于所述预设亮度阈值，确定内置的内部光谱仪为目标光谱仪；

23、若所述中心点亮度值小于所述预设亮度阈值，确定与所述接口连接的外部光谱仪为目标光谱仪，所述外部光谱仪的测量精度高于所述内部光谱仪的测量精度。

24、从以上技术方案可以看出，本申请具有以下效果：

25、本申请通过在外壳上设置接口，这个接口可以外接外部光谱仪，外部光谱仪的测量精度比外壳内置的内部光谱仪的测量精度高，将分光组件设置在壳体上，当入射光束经反射棱镜形成出射光束时，出射光束与分光组件共轴，通过第一光纤将分光组件与接口连接，通过第二光纤将分光组件与内部光谱仪连接，通过分光组件可以将出射光束引入第一光纤内，或者将出射光束引入第二光纤内，因此本申请能够在不同测量环境与测量精度需求下，通过分光组件选用精度不同的内部光谱仪或者外部光谱仪，满足不同测量环境与测量精度的测量需求；并且在应对不同测量精度的测量时，不再需要同时携带外接高精度光谱仪的成像色亮度计和内置微型光谱仪的成像色亮度计，能够减少携带负担。

技术特征：

1.一种双路光谱校正的成像色亮度计，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的成像色亮度计，其特征在于，所述分光组件为光纤插头与固定座，所述固定座固定在所述壳体上，所述光纤插头固定在所述固定座上，所述光纤插头与所述出射光束共轴；

3.根据权利要求2所述的成像色亮度计，其特征在于，所述第一光纤的纤芯直径大于所述第二光纤的纤芯直径。

4.根据权利要求2或3所述的成像色亮度计，其特征在于，所述第一光纤与所述第二光纤均为单芯光纤。

5.根据权利要求1所述的成像色亮度计，其特征在于，所述分光组件为分光器，所述第一光纤与所述分光器的输出端连接，所述第二光纤与所述分光器的输出端连接，所述分光器的输入端向外延伸出第三光纤，所述第三光纤与所述出射光束共轴，所述分光器用于将所述出射光束同时引导到所述第一光纤及所述第二光纤内。

6.根据权利要求1所述的成像色亮度计，其特征在于，所述分光组件包括轨道与位置切换座，所述轨道设置在所述壳体上，所述位置切换座设置在所述轨道上，所述第一光纤与所述第二光纤并排设置在所述位置切换座上，所述位置切换座受控沿所述轨道移动，使所述第一光纤或所述第二光纤与所述出射光束共轴。

7.根据权利要求6所述的成像色亮度计，其特征在于，所述轨道为直轨，所述直轨与所述出射光束垂直。

8.根据权利要求1所述的成像色亮度计，其特征在于，所述分光组件为分束镜，所述分束镜包括反射状态与折射状态，所述分束镜受控在所述反射状态与所述折射状态之间切换，在所述反射状态，所述出射光束经所述分束镜反射后抵达所述第二光纤，在所述折射状态，所述出射光束经所述分束镜折射后抵达所述第一光纤。

9.一种光测量方法，应用于权利要求1至8中任一项所述的成像色亮度计，其特征在于，所述光测量方法包括：

10.根据权利要求9所述的光测量方法，其特征在于，所述根据比对结果确定目标光谱仪，包括：

技术总结
本申请公开了一种双路光谱校正的成像色亮度计及光测量方法，用于满足不同测量环境与精度的测量需求。本申请包括：壳体、控制模块、内部光谱仪、光处理模块、轮转盘、镜头、第一光纤、第二光纤及分光组件；轮转盘与分光组件均设置在壳体上，壳体上设置有接口；接口与分光组件之间通过第一光纤连接，内部光谱仪与分光组件之间通过第二光纤连接，接口用于与外部光谱仪连接；轮转盘上设置有拍摄镜片与反射棱镜，当轮转盘转动到拍摄镜片与入射光束共轴时，入射光束经过拍摄镜片抵达光处理模块；当轮转盘转动到反射棱镜与入射光束共轴时，入射光束经反射棱镜反射后形成与分光组件共轴的出射光束，分光组件用于将出射光束引入第一光纤和/或第二光纤中。

技术研发人员：赵建潮,杨硕,周梦华
受保护的技术使用者：苏州精智达智能装备技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/18