1、引言

燈具分布光度計是一種大型的精密光學(xué)測試設(shè)備，是燈具分布光度測量中必備的重要設(shè)備。傳統(tǒng)的分布光度計主要為機械式結(jié)構(gòu)，通過機械控制探頭旋轉(zhuǎn)測量整個三維空問的燈具光強分布。目前在發(fā)展中的這類傳統(tǒng)分布光度計主要有旋轉(zhuǎn)反光鏡式分布光度計。運動反光鏡式分布光度計和旋轉(zhuǎn)燈具式分布光度計等幾種結(jié)構(gòu)形式℃IEl27一1997對LED的光學(xué)和電學(xué)測試進行了要求，也是采用傳統(tǒng)光度測量方法進行LED測試的依據(jù)。近年來，隨著CCD成像技術(shù)的發(fā)展與成熟，同時由于其可視化效果好，簡易方便，人們開始逐漸尋求采用成像技術(shù)來進行光度測量，目前已有可用于基于成像技術(shù)的亮度計，輔助傳統(tǒng)類型的亮度計。而基于成像光度測量燈具光強分布的研究由于更加復(fù)雜，精度難以提高，目前仍處于研究階段。燈具的分布光度測量是燈具設(shè)計和照明設(shè)計中質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，尤其是隨著LED等新光源和新興照明技術(shù)的發(fā)展，對燈具分布光度測量提出了新的挑戰(zhàn)。因此我們根據(jù)目前發(fā)展?fàn)顩r及需求，進行基于成像光度法的LED光強分布測試的分布光度計研制。

目前國內(nèi)燈具市場產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，每年有大量新款燈具涌入市場。其實際照明效果的評估往往得不到有效評估。而目前國內(nèi)測量燈具光強分布采用機械式分布光度計，體積大，價格比較昂貴，只有較大照明公司或是研究所才會購置。而國內(nèi)一些生產(chǎn)光度測量儀器廠家，其產(chǎn)品性能較好，有些方面能達到國際水平，也為國內(nèi)各廠家所采用。國際上光度測量儀器廠家也非常多，而產(chǎn)品也很成熟，如德國。美國等一些國家的公司。

2005年，成像量度測量設(shè)備ILMD（ImagingLuminance Measurcment Device）就已經(jīng)引入CIE，并且成立了一個新的TC2-59，研究ILMD的特性。

采用成像技術(shù)測量光環(huán)境的儀器，已經(jīng)用于一些科研實驗以及實用中，基于成像光度原理的測量儀器，具有很大的發(fā)展空間。本文研究的LED成像光度計系統(tǒng)，是一種新型的光度測量系統(tǒng)，可以簡單快速地采集燈具光強分布數(shù)據(jù)，得出配光曲線。

2、測試原理

本文中使用成像光度學(xué)方法，解決非成像光度學(xué)問題，通過圖像處理技術(shù)，結(jié)合光度學(xué)和視覺科學(xué)，采集。計算并快速獲得燈具配光曲線。圖l為成像光度計結(jié)構(gòu)示意圖。其結(jié)構(gòu)主要包括拋物面反光鏡。步進馬達，偏振片或柔光鏡，光學(xué)鏡頭組，CCD.CMOS或數(shù)碼相機等。測量時，將待測的LED光源通過支架放置在曲面反光碗的焦點處。LED光源是180℃范圍發(fā)光，放置時，發(fā)光面的方向是朝向曲面反光碗的。LED發(fā)出的光經(jīng)曲面反光碗反射形成光柱，直接照射至CCD.CMOS或數(shù)碼相機的光學(xué)鏡頭里，經(jīng)CCD.CMOS或數(shù)碼相機成像設(shè)備內(nèi)置程序自動測試判定，判定如果入射光光強過大（沒定閾值判定），則啟動馬達將偏振片或柔光片加在光路上，并用馬達對偏振片角度進行調(diào)節(jié)，如果光強值在允許范圍內(nèi)，則在測量光路中，不需要加上偏振片或柔光片。如果采用CCD或是CMOS，需要加上y（A）濾光鏡校正，采用數(shù)碼相機，則主要是對數(shù)碼相機相應(yīng)的像素進行校正。入射至CCD.CMOS或數(shù)碼相機的光柱在感光器件上形成光斑，CCD.CMOS或數(shù)碼相機內(nèi)部的設(shè)定程序會用事先標(biāo)定好的公式對多幅光斑圖像進行測算，推算出LED發(fā)出的光在空間分布的色度。亮度數(shù)據(jù)，LED也通過步進馬達控制，可以完成±5℃和±10℃偏轉(zhuǎn)，從而得到不同偏轉(zhuǎn)角度的光斑，從而可以對LED中心光強的分布進行修正。

圖1 結(jié)構(gòu)示意圖