一种产生照度和颜色观察目标的装置

摘要

本发明涉及一种产生照度和颜色观察目标的装置，属于光学精密测量技术领域。该装置的光源和小积分球进光口相连接，基色调色系统位于小积分球出射口与大积分球进光口之间，其内部滤光盘和挡光盘顺序平行放置，滤光片和挡光板可沿径向移动。光源的光经小积分球后出射为均匀面光源，进入基色调色系统，通过滤光盘和挡光盘的共同作用，进入大积分球混合，从大积分球出射口射出一束具有特定颜色的均匀光线，便得到了带有特定颜色的观察目标。若需要得到特定亮度的均匀面光源，则将滤光盘中的滤光片全部移出，只由挡光盘中的挡光板作用即可。本发明测量范围广，颜色连续输出，结构简单，易于控制。

说明书

技术领域

本发明涉及一种产生照度和颜色观察目标的装置，属于光学精密测量技术领域。

技术背景

人所感受的外界信息有95％以上来自视觉，因此视觉特性的好坏直接关系到人类的生产、 生活和工作。临床上，应用视觉诊断设备及早发现视觉疾病并进行及早地干预治疗是降低视 觉残疾的关键。随着物质生活水平的提高，人们对视觉健康的重视程度也越来越高，相应的 检测、诊断和测试技术也有了很大的发展，涌现出很多新型的视觉诊断设备。

虽然我国对视觉诊断设备已经开展了相关的计量研究，建立了顶焦度国家计量基准，解 决了验光设备，如综合验光仪、视力表等的计量校准，但在对比敏感度测试仪、色差检查仪 和视觉电生理的校准方面，我国的校准能力几乎为零。进一步深入研究视觉诊断设备的计量 校准和量值溯源方法是我国“十二五”医学计量领域急需解决的关键问题。

本发明设计了一套产生照度观察目标和颜色观察目标的装置，可以产生视觉阈值测量用 的带有照度和颜色的观察目标，为视觉阈值计量标准的建立奠定基础。

发明内容

本发明的目的是为了解决人眼视觉阈值测量的问题，提出一种产生两个观察目标的装置， 可用于产生带有照度和颜色的观察目标，用于人眼视觉阈值的测量。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种产生照度和颜色观察目标的装置，包括光源、小积分球、基色调色系统和大积分球； 其中，基色调色系统包括滤光盘和挡光盘。

上述组成部分的连接关系为：光源和小积分球进光口相连接，基色调色系统位于小积分 球出射口与大积分球进光口之间，其内部滤光盘和挡光盘顺序平行放置。

所述滤光盘包括红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片，用来产生红绿蓝(RGB)三原 色；上述三个滤光片拼合成的平面能够完全遮挡小积分球的出射口和大积分球的进光口，且 可以沿径向移动。挡光盘结构形状与滤光盘相同，包括三片黑色挡光板；上述三片黑色挡光 板可以沿径向移动。通过移动挡光盘中的黑色挡光板来改变光线的通光面积，与积分球配合 产生不同颜色不同照度的光线。

上述大积分球的出射口方向不能与进光口方向平行。

所述产生照度和颜色观察目标的装置中，所有接口应保证不漏光。

本发明的装置产生照度观察目标和颜色观察目标的方法为：光源的光经过小积分球后出 射为均匀面光源，进入基色调色系统，通过滤光盘和挡光盘的共同作用，进入大积分球混合， 从大积分球出射口射出一束带有特定颜色和照度的均匀光线，便得到了带有特定颜色和照度 的观察目标。

上述情况中，基色调色系统的滤光片全部沿径向移出，只有三片黑色挡光板作用，经大 积分球混合后即可得到特定亮度的均匀面光源。

有益效果

本发明对比已有技术，实现了一套装置可以产生亮(照)度和色度可变的两个观察目标； 且测量范围广，颜色连续输出，结构简单，易于控制。

附图说明

图1为本发明的一种产生照度和颜色观察目标的装置结构示意图；

图2为本发明的基色调色系统的内部结构示意图；

图3为具体实施方式中产生照度和颜色观察目标的装置实施例的应用示意图；

图4为具体实施方式中产生带有颜色的观察目标的光路示意图，其中a为分划板上的图 案，b为产生带有颜色的观察目标的图案。

标号说明：

1-光源、2-小积分球、3-小积分球出射口、4-基色调色系统、5-大积分球进光口、6-大积 分球、7-大积分球出射口、8-滤光盘、9-挡光盘、10-红色滤光片、11-绿色滤光片、12-蓝色滤 光片、13-第一黑色挡光板、14-第二黑色挡光板、15-第三黑色挡光板、16-分划板、17-光纤、 18-照度计、19-CCD图像采集设备、20-毛玻璃。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明的基本思想是利用本装置产生一路光路，通过基色调色系统内部结构的选择，产 生两个观察目标；均匀面光源通过基色调色系统，光线进入混色器混合，从混色器的出射口 射出光线，产生带有颜色和照度的两种观察目标。

本实施方式所述用于产生照度和颜色观察目标的装置，如图1所示，包括光源1、小积 分球2、基色调色系统4和大积分球6。

光源1和小积分球进光口相连接，基色调色系统4位于小积分球出射口3与大积分球进 光口5之间，其内部滤光盘8和挡光盘9顺序平行放置。

基色调色系统4由滤光盘8和挡光盘9组成，基色调色系统4内部结构如图2所示：滤 光盘8包括红色滤光片10、绿色滤光片11和蓝色滤光片12，滤光片可沿径向移动，每块滤 光片成120°的扇形；挡光盘9由第一黑色挡光板13、第二黑色挡光板14和第三黑色挡光板 15组成，每块黑色挡光板成120°的扇形，并且可沿径向移动，以改变光线的通光面积。

大积分球出射口7方向不能与大积分球进光口5方向平行。

本实施例中的光源1采用卤素灯光源。

如图3所示，产生照度和颜色观察目标的方法，其操作步骤为：

首先，打开光源1的电源，点亮卤素灯并预热几分钟，使卤素灯发光稳定。小积分球2 和光源1组成均匀面光源，产生光谱连续分布的均匀出射光。

光源1光线射入小积分球2，经过小积分球的出射口3，进入基色调色系统4，通过挡光 盘9的作用，进入大积分球6混合，从大积分球出射口7射出一束特定照度的均匀光线，便 得到了带有照度的观察目标；

通过照度计18实时监测大积分球出射口7的光线，得到光源的照度，并反馈到基色调 色系统4，通过控制其内部的三片黑色挡光板，改变光线的通光面积，最后得到相应的照度。

光源1光线射入小积分球2，经过小积分球的出射口3，进入基色调色系统4，通过滤光 盘8和挡光盘9的共同作用后，进入大积分球6混合，从大积分球出射口7射出一束特定颜 色的均匀光线，均匀光线经过毛玻璃20，照射到分划板16上，便得到了带有颜色图案的观 察目标；

在光线出射方向上安装一个CCD图像采集设备19，采集带有颜色图案的图像，可以判 断该CCD图像采集设备的色彩还原性。

本实施例中，分划板16采用的图案如图4(a)所示，其中白色部分为透明玻璃基板， 黑色部分为不透光的镀膜。

通过调色器内部滤光盘8和挡光盘9的作用，调出一束我们需要的特定颜色的光线，照 射到分划板上后，便形成了图4(b)所示的带有颜色的图案，CCD设备接收此图案后，通过 相关软件测量出所采集图案颜色的三刺激值，与原图案颜色的三刺激值进行对比，可以判断 该CCD图像采集设备色彩还原性的好坏。

本实施例中，在产生照度观察目标时，只用到基色调色系统中的三片黑色挡光板，这时 可以将其内部的滤光片全部沿径向移出。

此实施例通过一系列的措施实现了产生照度观察目标和颜色观察目标的装置与方法，与 其它方法相比，具有使用方便、颜色连续输出、结构简单、成本低的优点。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发 明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改 动都是本发明的保护范围。