用于测试灯具的方法和系统与流程

本发明总体上涉及照明测试领域，更具体地涉及用于测试对称型灯具的照明测试方法和系统。

背景技术

在灯具检测中常使用分布光度计来测试待测灯具的光强。基于所测得的光强，可以进一步确定待测灯具的其他重要光度学参数(例如，光束角、中心光强、区域广通量、距高比等)。分布光度计的测试精度高，但测试周期漫长、效率低、对测试人员的要求较高，从而提高了测试的时间和价格成本。对于一个待测灯具，利用分布光度计完成测试往往需要耗费1小时到数小时，这对于权威的检测认证机构也许是必要的。然而，对于众多中小企业而言，在日常的产品开发、制造过程中要对其照明产品进行内部检测，由于日常的检测量巨大，仍采用分布光度计进行测试在时间和经济成本上是过于高昂的。

因此，本领域中需要一种能够高效、快速地测试灯具的方法和系统。

技术实现要素：

为了提供一种能够高效、快速地测试灯具的方法和系统，提供本发明。

根据本发明的一个方面，提供一种用于测试灯具的方法，所述灯具具有对称型配光，其特征在于，所述方法包括：在暗室中提供漫反射板；提供待测灯具，使所述待测灯具的出光口面朝向所述漫反射板，并且使所述待测灯具距所述漫反射板的距离满足所述待测灯具相对于所述漫反射板为点光源的条件；使所述待测灯具照射所述漫反射板；待所述待测灯具发光稳定后，采集在所述待测灯具照射下的所述漫反射板的图像，以获得所述图像上的各像素点的灰度值；以及基于所获得的像素点的灰度值来确定所述待测灯具在所述漫反射板上的、与所述图像上的像素点对应的位置处的光强值。

上述方法中，基于所获得的像素点的灰度值来确定所述待测灯具在所述漫反射板上的、与所述图像上的像素点对应的位置处的光强值包括：通过将所述图像上的像素点的灰度值乘以对应的转换系数来确定所述待测灯具在所述漫反射板上的、与所述图像上的像素点对应的位置处的光强值。

上述任一方法中，所述图像是第一图像，并且与所述第一图像上的第一像素点对应的第一转换系数通过以下步骤来确定：使标准灯具在与所述待测灯具相同的测试条件下照射所述漫反射板；待所述标准灯具发光稳定后，采集在所述标准灯具照射下的所述漫反射板的第二图像，以获得所述第二图像上的、与所述第一图像上的第一像素点对应的第二像素点的灰度值；确定所述标准灯具在与所述标准灯具的光束轴线成第一角度的方向上的光强值，所述第一角度等于在所述测试条件下的所述标准灯具的光度中心至所述漫反射板上与所述第二像素点对应的第二位置的连线与所述标准灯具的光束轴线之间的夹角；将所确定的光强值除以所获得的所述第二像素点的灰度值，以得到与所述第一像素点对应的所述第一转换系数。

上述任一方法中，所述第一角度为0°。

上述任一方法中，确定所述标准灯具在与所述标准灯具的光束轴线成第一角度的方向上的光强值包括：利用分布光度计测量所述标准灯具在与所述标准灯具的光束轴线成第一角度的方向上的光强值。

上述任一方法中，采集在所述待测灯具照射下的所述漫反射板的图像以获得所述图像上的各像素点的灰度值包括：使用ccd相机采集所述漫反射板的图像来获得raw格式文件；以及从所述raw格式文件中获得所述漫反射板上的各像素点的灰度值。

根据本发明的另一方面，提供一种用于测试灯具的系统，其特征在于，所述系统包括：漫反射板，所述漫反射板朝向待测灯具的出光口面，并且所述漫反射板放置为满足所述待测灯具相对于所述漫反射板为点光源的条件；ccd相机，所述ccd相机放置为镜头能够采集所述漫反射板的图像；处理器，与待测灯具和所述ccd相机耦合，所述处理器用于：指示所述待测灯具照射所述漫反射板；当所述待测灯具发光稳定后，指示所述ccd相机采集在所述待测灯具照射下的所述漫反射板的图像；从所采集的漫反射板的图像获得各像素点的灰度值；以及基于所获得的灰度值来确定所述漫反射板上的、与所述图像上的像素点对应的位置处的光强值。

上述系统中，所述处理器用于基于所获得的灰度值来确定所述漫反射板上的、与所述图像上的像素点对应的位置处的光强值包括：所述处理器用于通过将所述图像上的像素点的灰度值乘以对应的转换系数来确定所述待测灯具在所述漫反射板上的、与所述图像上的像素点对应的位置处的光强值。

上述任一系统中，还包括：存储器，与所述处理器耦合，所述存储器存储与所述漫反射板上的各位置对应的转换系数，其中，所述处理器用于基于所获得的灰度值来确定所述漫反射板上的与所述图像上的像素点对应的位置处的光强值包括：所述处理器用于通过将所述图像上的像素点的灰度值乘以所述存储器中存储的与所述图像上的像素点对应的转换系数来确定所述待测灯具在所述漫反射板上的、与所述图像上的像素点对应的位置处的光强值。

根据本发明的又一方面，提供一种用于测试灯具的系统，其特征在于，所述系统包括：漫反射板；漫反射板支架，所述漫反射板支架固定所述漫反射板；灯具支架，具有灯具接口，所述灯具支架放置成使得安装后的待测试灯具的出光口面朝向所述漫反射板；以及ccd相机，所述ccd相机放置成使得镜头能够采集所述漫反射板的图像。

根据本发明的测试灯具的方法和系统能够高效、快速地测试灯具。

附图说明

以下将结合附图描述本发明的各实施例。应理解的是，各附图仅是说明性的而非限制性的。

图1示意性地示出c-γ坐标系。

图2示出示例性灯具的投影示意图。

图3示出根据本发明的实施例的用于测试灯具的方法的流程图。

图4示出根据本发明的实施例的用于确定转换系数的方法的流程图。

图5示出根据本发明的实施例的用于测试灯具的系统的框图。

图6示出根据本发明的实施例的用于测试灯具的系统的侧视示意图。

具体实施方式

在具体阐述本发明的各实施例之前，先对说明书和所附权利要求书中使用的一些术语进行定义。

在本申请中，为了便于描述，可能借助于c-γ坐标系描述了各实施例。图1示意性地示出c-γ坐标系。关于c-γ坐标系的详细定义和描述，可参见《gb/t9468-2008灯具分布光度测量的一般要求》。应注意的是，还可以使用本领域中常用的其他坐标系，例如，b-平面系统。

在本申请中，术语“对称型灯具”的含义可以如《gb/t19658-2013反射灯中心光强和光束角的测量方法》中所定义，即，是具有对称光束型的灯具。例如，对于c-γ坐标系而言，“对称型灯具”在空间上的光强分布与c平面无关。也就是说，“对称型灯具”在任意两个c平面上呈现的光强分布是基本相等的。因此，对于“对称型灯具”，只需测试其在一个c平面上的光强分布，即可获得其在整个空间上的光强分布。“对称型灯具”的典型示例包括抛物面铝反射器(parobolicaluminumreflector，par)灯。

在本申请中，当描述灯具相对于某平面为“点光源”时，其表明，该灯具距该平面的距离相对于该灯具的出光面尺寸的比例足够大，使得该灯具相对于该平面能够被视为点光源而进行测试。关于“点光源”条件的规定和定义，可例如参见《辐射度光度与色度及其测量(第二版)》(金伟其、王霞、廖宁放、黄庆梅等，2016年，北京理工大学出版社)。在实践中，当灯具距平面的距离相对于该灯具的出光面尺寸的比例大于10时，可认为该灯具相对于该平面满足点光源条件。

在本申请中，术语“标准灯具”是指装有“标准灯”的灯具。“标准灯”是指在工作时光、电、色参数较稳定的灯。

在本申请中，灯的“光束轴线”可以如《gb/t19658-2013反射灯中心光强和光束角的测量方法》中所定义，即，其周围的光强分布大体呈对称状态的轴线。

根据本发明的高效、快速的灯具测的方法和系统通过采集待测灯具照射下的漫反射板的图像的信息来获得相应的光强值，具体地，基于灯具在漫反射板上的一位置处的光强与该漫反射板的图像上的对应于该位置的像素点的灰度值成线性关系。

图2示出示例性灯具的投影示意图。以下结合图2来推导上述线性关系。

根据点光源对微面元的照度理论，在不考虑传播中的能量损失的情况下，漫反射板上微面元da处的照度e为

其中，dp为点光源发射到微面元da上的光通量，α为微面元da平面法线与点光源辐射方向之间的夹角，i为该角度α方向上的光强，l为点光源至微面元da的距离。可见，点光源对微面元da的照度e与该点光源的发光强度i成正比，与距离平方l²成反比，并并与微面元da对辐射方向的倾角有关。

根据光度学传播理论，朗伯体微面元亮度l与该处照度e有如下关系：

其中，ρ是朗伯体的反射率。

根据几何光学和光度学理论可知，在理想情况下光学系统的像面照度eo有如下关系：

其中，n1和n2分别为物方折射率和像方折射率，τ为透过率，l为物面光亮度，u2为像方孔径角，ω2为像方视场角。

对于在正常曝光工作范围内的ccd相机成像系统，像面照度eo可认为是与获得照片像素的灰度值g有线性关系的量，其比例系数g与成像元器件特性有关，与测试光源无关。

结合式(1)-(3)，可得到光学系统像元灰度g：

式中，是一个与成像器件特性、面元相对点光源的位置、漫反射板的反射率等参数有关的常数，而与测试光源无关。即在试验条件不变的情况下，对于漫反射板上固定某点的位置，可认为该点对应的像元灰度g与灯具在该点方向上的光强i呈线性关系。

基于灯具在漫反射板上的一位置处的光强i(i)与该漫反射板的图像上的对应于该位置的像素点的灰度值g(i)成线性关系，即，i(i)＝ki×g(i)，可通过获得像素点的灰度值g(i)和转换系数ki来快速、方便地求得光强i(i)。同时，基于上述推导过程，该转换系数ki与待测点(像素点)的位置无关，故可视为是恒定值。并且该转换系数与灯具本身无关，因此可通过测量灯具的灰度值g(i)和光强i(i)来标定该转换系数ki，供待测灯具使用。因此，根据本发明的灯具测试方法和系统在高效、快速测试的同时也能确保一定的测试精度。

根据本发明的一方面，提供一种用于测试灯具的方法。

图3示出根据本发明的实施例的用于测试灯具的方法300的流程图。

方法300可包括步骤310：在暗室中提供漫反射板。如上文所讨论，该方法300基于灯具在漫反射板上的一位置处的光强与该漫反射板的图像上的对应于该位置的像素点的灰度值成线性关系。因此，该方法300采用漫反射板。作为示例，漫反射板可以是带有硫酸钡涂层的基板。

方法300还可包括步骤330：在暗室中提供待测待测。在一个实施例中，将待测灯具放置为使其出光口面朝向漫反射板，并且该待测灯具距漫反射板的距离满足该待测灯具相对于该漫反射板为点光源的条件。取决于具体的测试场景和待测试的灯具，作为示例，该点光源条件可以是：待测灯具距漫反射板的距离与该漫反射光源的出光面的尺寸的比例大于10、或大于15等。

方法300还可包括步骤350：使待测光源照射漫反射板。

方法300还可包括步骤370：采集经照射的漫反射板的图像以获得图像上像素点的灰度值。该步骤370通常在待测灯具发光稳定后进行，以确保测试数据的准确性。

在一个实施例中，该漫反射板的图像可使用ccd相机来采集。在该实施例中，可使用ccd相机采集漫反射板的图像以获得raw格式文件，随后，可从该raw格式文件中获得漫反射板上各像素点的灰度值。

方法300还可包括步骤390：基于灰度值来获得光强值。具体而言，基于所获得的像素点灰度值来确定待测灯具在漫反射板上的、与图像的像素点对应的位置处的光强值。

在一个实施例中，该步骤390可包括：通过将图像上的像素点的灰度值乘以对应的转换系数来确定待测灯具在漫反射板上的、与该图像上的像素点对应的位置处的光强值。

在一个实施例中，上述转换系数可以通过测试灯具在相同测试条件下，在漫反射板上的测试点处的光强值和漫反射板的图像上的对应于该测试点的像素的灰度值来获得。在优选实施例中，可使用标准灯具来获得该转换系数。由于标准灯具所使用的标准灯在工作期间的光、电、色参数更稳定，因此得到的转换系数更准确。当然，本发明不限于使用标准灯具。例如，在一个实施例中，也可使用待测灯具来获得该转换系数。下文中将参照图4进一步描述该确定转换系数的方法。

在替代实施例中，该转换系数也可以是预先确定的。例如，该转换系数可以预先确定并被存储。在测试待测灯具的光强时，可测得漫反射板的图像上的像素点的灰度值，并读取该转换系数，以获得对应的光强值。

应注意的是，图3中示出的方法300的各步骤不要求限于所示出的顺序。在一些实施例中，在后示出的步骤可以在之前示出的步骤之前执行，或与之前示出的步骤同时进行。例如，步骤330可在步骤310之前执行，或可与步骤310同时执行，等等。

图4示出根据本发明的实施例的用于确定转换系数的方法400的流程图。

方法400可以结合方法300共同执行。例如，方法400可以作为方法300中的步骤370的具体实施方式。当然，方法400也可单独执行。例如，通过方法400获得的转换系数可用于方法300，但方法300中不一定涵盖方法400本身。

方法400可以用于待测灯具相同或类似的灯具来执行。然而，为了保证测试精度，优选采用标准灯具。相比待测灯具，标准灯具使用的标准灯的发光稳定性更好，因此，使用标准灯具来标定转换系数有利于测试的准确性。

方法400可包括步骤410：使灯具照射漫反射板。在此，为确保用该灯具测得的转换系数能够适用于待测灯具，应确保该灯具处于与待测灯具相同的测试条件下。该相同的测试条件包括：所处的暗室条件相同，使用相同或类似的漫反射板，该灯具相对于漫反射板的放置方式(朝向、距离等)与待测灯具相同，等等。

方法400还可包括步骤430：采集经照射的漫反射板的图像以获得图像上像素点的灰度值。

在一个实施例中，该漫反射板的图像可使用ccd相机来采集。在该实施例中，可使用ccd相机采集漫反射板的图像以获得raw格式文件，随后，可从该raw格式文件中获得漫反射板上各像素点的灰度值。

方法400还可包括步骤450：确定对应于像素点的位置处的光强值。参照图2，例如，可在步骤430中获得漫反射板的图像上对应于测试点a的像素的灰度值，并且在步骤450中测试在该测试点a处的光强值。

应注意的是，如上文中结合图2所讨论，转换系数与角度α无关，因此，测试点a的位置可以是任选的。在一个实施例中，可选择α＝0°时的测试点。

在一个实施例中，可使用分布光度计测得相应的光强值。

方法400还可包括步骤470：用光强值除以灰度值以获得转换系数。

应注意的是，图4中示出的方法400的各步骤不要求限于所示出的顺序。在一些实施例中，在后示出的步骤可以在之前示出的步骤之前执行，或与之前示出的步骤同时进行。例如，步骤430与步骤450的执行顺序可以与示出的顺序互换。

根据本发明的用于测试灯具的方法基于光强值与灰度值之间的线性关系，可以测试少至一个光强值来标定转换系数，进而用可快速测得的灰度值乘以该转换系数来高效、快速地求得待测灯具的光强值。

根据本发明的另一方面，提供一种用于测试灯具的系统。

图5示出根据本发明的实施例的用于测试灯具的系统500的框图。

系统500可包括漫反射板510、ccd相机530和处理器550。该处理器550与漫反射板510和ccd相机530耦合。

漫反射板510放置为朝向待测灯具的出光口面，并且满足待测灯具相对于该漫反射板510为点光源的条件。取决于具体的测试场景和待测试的灯具，作为示例，该点光源条件可以是：漫反射板510距待测灯具的距离与该漫反射光源的出光面的尺寸的比例大于10等。作为示例，该漫反射板可以是带有硫酸钡涂层的基板。

ccd相机530放置为其镜头能够采集漫反射板510的图像。

处理器550用于执行一系列操作以测得待测灯具的光强值。这些操作可以包括：指示待测灯具照射漫反射板510；当待测灯具发光稳定后，指示ccd相机采集在待测灯具照射下的漫反射板的图像；从所采集的漫反射板的图像获得各像素点的灰度值；以及基于所获得的灰度值来确定漫反射板的、与图像上的像素点对应的位置处的光强值。

在一个实施例中，处理器550用于基于所获得的灰度值来确定漫反射板510上的与图像上的像素点对应的位置处的光强值包括：该处理器用于通过将图像上的像素点的灰度值乘以对应的转换系数来确定待测灯具在漫反射板上的与图像上的像素点对应的位置处的光强值。

在一个实施例中，上述转换系数可例如通过上文中结合图4所述的方法400来获得。

在一个实施例中，系统500还可包括任选的存储器570。该存储器570与处理器550耦合，并且存储与漫反射板510上的各位置对应的转换系数。在该实施例中，处理器550用于基于所获得的灰度值来确定漫反射板510上的与图像上的像素点对应的位置处的光强值包括：该处理器550用于通过将图像上的像素点的灰度值乘以该存储器570中存储的与图像上的像素点对应的转换系数来确定待测灯具在漫反射板510上的、与图像上的像素点对应的位置处的光强值。

根据本发明的用于测试灯具的方法基于光强值与灰度值之间的线性关系，用可快速测得的灰度值乘以转换系数来高效、快速地求得待测灯具的光强值。

根据本发明的又一方面，提供一种用于测试灯具的系统。

图6示出根据本发明的实施例的用于测试灯具的系统600的侧视示意图。

系统600可包括漫反射板支架610、漫反射板620、灯具支架630和ccd相机640。

漫反射板支架610用于固定漫反射板620。作为示例，该漫反射板620可以是带有硫酸钡涂层的基板。

在一个实施例中，漫反射板620能够沿漫反射板支架610移动，从而能够方便地调整漫反射板620的位置以适应不同的测试场景。

在一个实施例中，漫反射板620的宽度大于或等于1.4m。

灯具支架630可具有灯具接口635。该灯具接口635用于安装待测灯具。该灯具支架630放置成使得安装后的测试灯具的出光口面朝向漫反射板620。

在一个实施例中，灯具支架610放置成使得当待测灯具安装后，该待测灯具距漫反射板620的距离大于该待测灯具的发光面尺寸的10倍。这一设置是为了满足待测灯具相对于漫反射板620可视为点光源的条件。

在一个实施例中，灯具支架630放置成使得当待测灯具安装后，该待测灯具距漫反射板的距离为1m。

在一个实施例中，灯具接口635可以是par灯接口。

在一个实施例中，灯具接口635能够沿灯具支架630移动。如此，可通过调整灯具接口635的位置来调整待测灯具相对于漫反射板620的位置，从而使待测光源能够更好地照射漫反射板620。

ccd相机640放置成使得其镜头能够采集漫反射板620的图像(这在图2中以从ccd相机640发出的能够涵盖漫反射板620的虚线来示出)。

在一个实施例中，ccd相机640放置成能够避免遮挡待测灯具在测试时照向漫发射板620的光，从而使得测试更准确。

在一个实施例中，系统600还可包括任选的移动轨道650。该移动轨道650与漫反射板支架610和等级支架630连接。该移动轨道650使得灯具支架630能够沿该移动轨道650移向或移离漫反射板支架610。通过设置移动轨道650，可方便地改变灯具支架630与漫反射板支架610之间的距离，从而适应不同的测试场景。

已参照各实施例对本发明进行了描述。应注意的是，各实施例是说明性而非限制性的。本发明的范围以所附权利要求书及其等效方案来限定。