專利名稱：一種高色溫連續(xù)可調(diào)的均勻光源裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光學領域，尤指一種高色溫連續(xù)可調(diào)的均勻光源裝置及方法。
背景技術：
色溫是表示光源光譜質(zhì)量最通用的指標，由光源相對光譜功率分布決定的。色溫要求低于3200K時，一般使用鹵鎢燈，色溫高于4300K時，一般使用氙燈。現(xiàn)有的鹵鎢燈是可以用調(diào)節(jié)工作電壓或工作電流的方式來連續(xù)調(diào)節(jié)色溫。氙燈是一種高色溫的高壓氣體放電光源，它的工作原理是在石英玻璃管內(nèi)，以氙氣與碘化物等惰性氣體充填，然后再透過增壓器將12伏特的直流電壓瞬間增壓至23000伏特的電流，經(jīng)過高壓震幅激發(fā)石英管內(nèi)的氙氣電子游離，在兩電極之間產(chǎn)生光源?，F(xiàn)有調(diào)節(jié)工作電壓或工作電流來連續(xù)調(diào)節(jié)色溫的方式無法用于高色溫的連續(xù)調(diào)節(jié)。目前市場內(nèi)，調(diào)節(jié)氙燈色溫采用特定濾色片來實現(xiàn)，即在氙燈前插入一光學特性固定的濾色片以得到需要的色溫。這樣做的局限性在于不能得到連續(xù)高色溫的光源，不能滿足各種光電成像系統(tǒng)的像面均勻性測試的需求。此外，色溫本身是光源的一個特征屬性， 在不同的領域，不同的行業(yè)，對色溫的要求是不一樣的，連續(xù)可調(diào)的色溫光源的實現(xiàn)可以適應不同色溫的需要，具有很好的通用性，因此高色溫的連續(xù)可調(diào)將會有很廣闊的應用前景。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種調(diào)節(jié)方便簡單的高色溫連續(xù)可調(diào)的均勻光源裝置，能夠產(chǎn)生特定高色溫的均勻發(fā)光朗伯面。本發(fā)明的另一目的在于提供一種高色溫連續(xù)可調(diào)的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的高色溫連續(xù)可調(diào)的均勻光源裝置，包括高壓氣體放電光源、聚光裝置、漸變?yōu)V色片、位置調(diào)節(jié)裝置和積分球，所述高壓氣體放電光源發(fā)出的光經(jīng)所述聚光裝置聚焦后照射在厚度沿一方向逐漸變化的所述漸變?yōu)V色片上；所述漸變?yōu)V色片位置調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)漸變?yōu)V色片沿所述方向逐漸移動；經(jīng)過漸變?yōu)V色片的光射入所述積分球，并在積分球出光口處形成隨漸變?yōu)V色片的移動而連續(xù)變化的高色溫均勻朗伯面。進一步，所述高壓氣體放電光源為氙燈光源、高壓汞燈或高壓鈉燈。進一步，所述聚光裝置為一片聚光鏡或者用于聚光的透鏡組。進一步，所述位置調(diào)節(jié)裝置控制所述漸變?yōu)V色片的移動距離與所需色溫相關。本發(fā)明的高色溫連續(xù)可調(diào)的方法，具體為將高壓氣體放電光源發(fā)出的光經(jīng)聚焦后照射在厚度沿一方向逐漸變化的所述漸變?yōu)V色片上，然后射入積分球中，通過沿所述方向移動漸變?yōu)V色片得到連續(xù)變化的高色溫均勻朗伯面。
進一步，所述高壓氣體放電光源為氙燈光源、高壓汞燈或高壓鈉燈。進一步，所述聚焦通過一聚光裝置完成，該聚光裝置為一片聚光鏡或者用于聚光的透鏡組。進一步，所述位置調(diào)節(jié)裝置控制所述漸變?yōu)V色片的移動距離與所需色溫相關。進一步，所述漸變?yōu)V色片的厚度級差與所需色溫的調(diào)節(jié)范圍相關。本發(fā)明的高色溫連續(xù)可調(diào)的均勻光源裝置及方法，通過控制高壓氣體放電光源發(fā)出的光聚焦在漸變?yōu)V色片上的不同位置，改變光源發(fā)出的光進入積分球的光譜相對能量分布，在積分球出口處得到連續(xù)變化的高色溫均勻光源。解決了高壓放電光源不能進行連續(xù)高色溫調(diào)節(jié)的問題，滿足了各種光電成像系統(tǒng)的像面均勻性測試的需求。


圖1為本發(fā)明的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明中漸變?yōu)V色片上不同厚度處的光譜特性。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明的高色溫連續(xù)可調(diào)的均勻光源裝置，包括氙燈光源1、聚光鏡 2、位置調(diào)節(jié)裝置3、漸變?yōu)V色片41和積分球5，漸變?yōu)V色片41固定安裝在操控臺4上，操控臺4可在位置調(diào)節(jié)裝置3的控制下帶動漸變?yōu)V色片41 一起移動，透過漸變?yōu)V色片41的光自積分球5的入光口 6射入積分球，經(jīng)多次漫反射，在積分球5的出光口 7處形成一個高色溫均勻朗伯面。漸變?yōu)V色片41是在玻璃基片上鍍制出幾何厚度漸變的薄膜，使?jié)u變?yōu)V色片41具有對光有選擇性吸收的光學特性。因此當漸變?yōu)V色片41從薄膜厚度變化方向移動時，其光學特性是連續(xù)變化的，能夠改變氙燈光源1發(fā)出的光進入積分球5的光譜相對能量分布，在積分球5的出光口 7處可以得到連續(xù)變化的高色溫均勻光源。如圖2所示，為漸變?yōu)V色片 41上不同厚度位置411、412、413、414、415處的光譜特性曲線，從圖上可知漸變?yōu)V色片41不同厚度處的透射率和光的中心波長均有差別。根據(jù)光的干涉原理，當幾何厚度相對薄時，中心波長的位置為向短波移動，反之，當幾何厚度相對厚時，中心波長的位置為向長波移動， 這樣在玻璃基片上每一不同厚度位置就形成了中心波長漸變的光譜特性。將這種原理應用于漸變?yōu)V色片，在理論上先設計出多層的濾色片膜系，然后在玻璃基片上鍍制出漸變的幾何厚度，就可以得到所需的漸變?yōu)V色片。本發(fā)明還可以采用除氙燈光源1以外的任意已知的高壓氣體放電光源，如氙燈光源、高壓汞燈、高壓鈉燈等。漸變?yōu)V色片41的厚度級差與所需色溫的調(diào)節(jié)范圍相關。如果要求色溫的調(diào)節(jié)范圍較大，則需要較大厚度級差的漸變?yōu)V色片，如果要求色溫的調(diào)節(jié)范圍較小，則需要較小厚度級差的漸變?yōu)V色片，其規(guī)格可以根據(jù)實際需求做相應調(diào)整。位置調(diào)節(jié)裝置3控制漸變?yōu)V色片41的移動距離與色溫變化幅度也具有一定關系，本發(fā)明中還可以對漸變?yōu)V色片41的移動距離與色溫變化進行標定，標定幾種常用規(guī)格漸變?yōu)V色片的移動距離與色溫變化的關系，如此可以實現(xiàn)高色溫均勻光源的自動調(diào)節(jié)。本實施例中的聚光鏡2也可以采用聚光透鏡組替代。 上述示例只是用于說明本發(fā)明，本發(fā)明的實施方式并不限于這些示例，本領域技術人員所做出的符合本發(fā)明思想的各種具體實施方式
都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.高色溫連續(xù)可調(diào)的方法，具體為將高壓氣體放電光源發(fā)出的光經(jīng)聚焦后照射在厚度沿一方向逐漸變化的所述漸變?yōu)V色片上，然后射入積分球中，通過沿所述方向移動漸變?yōu)V色片得到連續(xù)變化的高色溫均勻朗伯面。
2.如權利要求1所述的高色溫連續(xù)可調(diào)的方法，其特征在于，所述高壓氣體放電光源為氙燈光源、高壓汞燈或高壓鈉燈。
3.如權利要求2所述的高色溫連續(xù)可調(diào)的方法，其特征在于，所述聚焦通過一聚光裝置完成，該聚光裝置為一片聚光鏡或者用于聚光的透鏡組。
4.如權利要求1和2任一所述的高色溫連續(xù)可調(diào)的方法，其特征在于，所述位置調(diào)節(jié)裝置控制所述漸變?yōu)V色片的移動距離與所需色溫相關。
5.如權利要求4所述的高色溫連續(xù)可調(diào)的方法，其特征在于，所述漸變?yōu)V色片的厚度級差與所需色溫的調(diào)節(jié)范圍相關。
6.一種如權利要求1-5任一所述方法中的漸變?yōu)V色片，其特征在于，所述漸變?yōu)V色片的厚度沿一方向逐漸變化。
7.一種高色溫連續(xù)可調(diào)的均勻光源裝置，其特征在于，包括高壓氣體放電光源、聚光裝置、如權利要求6所述的漸變?yōu)V色片、位置調(diào)節(jié)裝置和積分球，所述高壓氣體放電光源發(fā)出的光經(jīng)所述聚光裝置聚焦后照射在厚度沿一方向逐漸變化的所述漸變?yōu)V色片上；所述漸變?yōu)V色片位置調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)漸變?yōu)V色片沿所述方向逐漸移動；經(jīng)過漸變?yōu)V色片的光射入所述積分球，并在積分球出光口處形成隨漸變?yōu)V色片的移動而連續(xù)變化的高色溫均勻朗伯
8.如權利要求7所述的高色溫連續(xù)可調(diào)的均勻光源裝置，其特征在于，所述高壓氣體放電光源為氙燈光源、高壓汞燈或高壓鈉燈。
9.如權利要求8所述的高色溫連續(xù)可調(diào)的均勻光源裝置，其特征在于，所述聚光裝置為一片聚光鏡或者用于聚光的透鏡組。
10.如權利要求7-9任一所述的高色溫連續(xù)可調(diào)的均勻光源裝置，其特征在于，所述位置調(diào)節(jié)裝置控制所述漸變?yōu)V色片的移動距離與所需色溫相關。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高色溫連續(xù)可調(diào)的均勻光源裝置及方法，該裝置包括高壓氣體放電光源、聚光裝置、漸變?yōu)V色片、位置調(diào)節(jié)裝置和積分球，高壓氣體放電光源發(fā)出的光聚焦后照射在漸變?yōu)V色片上；漸變?yōu)V色片位置調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)漸變?yōu)V色片移動；經(jīng)過漸變?yōu)V色片的光射入所述積分球，并在積分球出光口處形成隨漸變?yōu)V色片的移動而連續(xù)變化的高色溫均勻朗伯面。本發(fā)明的高色溫連續(xù)可調(diào)的均勻光源裝置及方法，通過控制高壓氣體放電光源發(fā)出的光聚焦在漸變?yōu)V色片上的不同位置，改變進入積分球的光譜相對能量分布，從而得到連續(xù)變化的高色溫均勻光源。解決了高壓放電光源不能進行連續(xù)高色溫調(diào)節(jié)的問題，滿足了各種光電成像系統(tǒng)的像面均勻性測試的需求。
文檔編號F21V14/08GK102519017SQ201110446260
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權日2011年12月28日
發(fā)明者孟必昌, 張智廣, 徐志根, 賈秋平 申請人:北京奧博泰科技有限公司