线性等参数的准确校准，通过 大口径均匀面光源实现对二维色彩分析仪的亮度均匀性和色度均匀性的校准，通过大动态 精密可调亮度积分球光源实现对二维色彩分析仪的亮度线性进行校准。
[0039] 如图4所示，本发明所采用的技术方案主要是通过大孔径积分球光源来实现的，该 光源主要包括如下结构部件:主积分球球体及出光口、高反射率内壁涂层、挡光板、级联辅 助积分球、大功率标准光源、滤色片组合、可调孔径光阑、光纤光谱仪、稳定直流电源、风冷 系统及散热片等。
[0040] 下面结合附图对本发明校准装置的各个部件进行详细说明。
[0041] 主积分球球体:为了保证光源在积分球内壁多次反射，达到理想的均匀光效果，同 时考虑到对二维色彩分析仪校准所要保证的出光面大小及均匀性，积分球球体的直径应不 小于 1000mm。
[0042] 出光口 ：此部分是对二维色彩分析仪进行校准的最终输出部分，为了能够实现对 仪器视场的全空间覆盖，出光口直径设置在100mm以上，同时为了保证出光口发光面具有优 于1 %的非均匀性，出光口直径应不高于主积分球直径的1/3。
[0043]高反射率内壁涂层:为了保证积分球出光效率，防止光源的出射光经多次反射后 强度减弱，需要使用具有高反射率的漫反射材料作为积分球内壁涂层。
[0044] 挡光板:为防止出光口出射的光线均是经由积分球内壁反射过后均匀处理的光， 需要在出光口与可调孔径光阑之间设置挡光板，实现所有出射光均经过至少一次反射后出 射。
[0045] 级联辅助积分球:传统的积分球设计均是将光源置于积分球内壁上或紧贴内壁， 由于本发明中积分球尺寸相对较大，故采用级联辅助积分球的方式，为主积分球提供入射 光，保证了更加理想的均匀光效果。
[0046] 大功率标准光源:本发明采用大功率的卤钨灯为积分球提供入射光，为了保证经 过积分球匀光作用后，出射光仍具有较大的辐射能量，光源功率应不低于300W，并调节光源 色温在2856K输出，使光谱分布符合仪器校准需求。
[0047] 滤色片组合:为了实现对二维色彩分析仪色度参数校准，在主积分球与辅助积分 球之间设置一组滤色片，能提供不同颜色均匀面光源的输出，实现对仪器色度均匀性等参 数的校准；
[0048] 可调孔径光阑：为了实现对二维色彩分析仪亮度线性的校准，本发明中设置了可 调孔径光阑，能够实现对入射到主积分球的光通量进行大范围的控制，实现了装置亮度校 准范围的高动态范围要求。
[0049] 光纤光谱仪:为了实现对积分球输出亮度的实时监测，需要在主积分球侧壁设置 监测窗口，通过光度探头及光纤光谱仪实现对光源输出亮度水平、光谱分布的测量，为仪器 校准提供参考值。
[0050] 稳定直流电源:本发明是为二维色彩分析仪提供校准，标准光源本身应具有优异 的稳定性输出，稳定直流电源能够为标准光源提供稳定的供电电流保证输出的稳定性。
[0051] 风冷系统及散热片：由于标准光源功率设置较大且卤钨灯的热效应明显，因此应 设置相应的散热系统。
[0052] 在对二维色彩分析仪进行校准时，调整好仪器镜头的焦距，使积分球出光口发光 面覆盖仪器的全部视场，即仪器视场内观察到的图像全部在积分球出光口发光面上。通过
在发光面上选取合适的测量点 可以得到仪器的亮度均匀 ， 性。
[0053]在对仪器亮度参数测量线性度进行校准时，通过改变辅助积分球的通光光阑孔径 实现对输入到积分球内的光通量的精确控制，从而实现主积分球的输出亮度的大范围调 节，实现控制功能的可调孔径光阑是由螺旋测微器结构组成。
[0054]本发明通过积分球级联及均匀分布技术产生口径超过100mm、非均匀性优于1 %的 均匀发光面，可以保证对二维色彩分析仪全视场范围内的亮度、色度均匀性进行校准；而 且，通过制冷型探测器精确测量积分球的亮度并反馈控制光源的供电电源确保亮度调节过 程中的稳定性，并通过制冷型光谱仪监测积分球光源的光谱曲线，通过测出的光谱辐亮度 值精确计算出该光源输出的色度值。
[0055]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种二维色彩分析仪校准装置，其特征在于，包括:主积分球球体及出光口、级联辅 助积分球、积分球内壁涂层、挡光板、大功率标准光源、滤色片组合、可调孔径光阔、光纤光 谱仪;其中， 采用级联辅助积分球的方式，为主积分球提供入射光； 在主积分球与级联辅助积分球之间设置滤色片组合，提供不同颜色均匀面光源的输 出； 可调孔径光阔对入射到主积分球的光通量进行大范围的控制； 在主积分球球体出光口与可调孔径光阔之间设置挡光板，所有出射光均经过至少一次 反射后出射； 在主积分球侧壁设置监测窗口，通过光度探头及光纤光谱仪对光源输出亮度水平、光 谱分布进行测量，为校准提供参考值。2. 如权利要求1所述的二维色彩分析仪校准装置，其特征在于，所述积分球球体的直径 不小于1000mm。3. 如权利要求1所述的二维色彩分析仪校准装置，其特征在于，所述出光口直径设置在 100mm W上，出光口直径不高于主积分球直径的1 /3。4. 如权利要求1所述的二维色彩分析仪校准装置，其特征在于，所述积分球内壁涂层使 用具有高反射率的漫反射材料。5. 如权利要求1所述的二维色彩分析仪校准装置，其特征在于，所述大功率标准光源采 用大功率的面鹤灯，为积分球提供入射光。6. 如权利要求5所述的二维色彩分析仪校准装置，其特征在于，所述大功率标准光源不 低于300W，并调节光源色溫在2856K输出。7. 如权利要求1所述的二维色彩分析仪校准装置，其特征在于，所述可调孔径光阔由螺 旋测微器结构组成。8. -种二维色彩分析仪校准方法，基于权利要求1至7任一项所述的校准装置进行校 准，其特征在于， 在对二维色彩分析仪进行校准时，调整好仪器镜头的焦距，使主积分球出光口发光面 覆盖仪器的全部视场，仪器视场内观察到的图像全部在积分球出光口发光面上； 通过在发光面上选取合适的测量点，并利用公式得到仪器的亮度均 匀性； 在对仪器亮度参数测量线性度进行校准时，通过改变辅助积分球的通光光阔孔径实现 对输入到积分球内的光通量的精确控制，从而实现主积分球的输出亮度的大范围调节。
【专利摘要】本发明提出了一种二维色彩分析仪校准装置，包括：主积分球球体及出光口、级联辅助积分球、积分球内壁涂层、挡光板、大功率标准光源、滤色片组合、可调孔径光阑、光纤光谱仪；其中，采用级联辅助积分球的方式，为主积分球提供入射光；在主积分球与级联辅助积分球之间设置一组滤色片，提供不同颜色均匀面光源的输出；可调孔径光阑对入射到主积分球的光通量进行大范围的控制；在主积分球球体出光口与可调孔径光阑之间设置挡光板，所有出射光均经过至少一次反射后出射；在主积分球侧壁设置监测窗口，通过光度探头及光纤光谱仪对光源输出亮度水平、光谱分布进行测量，为校准提供参考值。本发明具有结构简洁，功能完整，操作方便的优点。
【IPC分类】G01M11/02, G01M11/00
【公开号】CN105571822
【申请号】CN201510980931
【发明人】孙权社, 王国权, 陈赤, 赵发财, 韩忠, 朱兴邦, 王少水, 郑祥亮
【申请人】中国电子科技集团公司第四十一研究所
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月24日