積分球出光孔亮度衰減測(cè)試系統(tǒng)研究

麻文龍，邱亞峰

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積分球出光孔亮度衰減測(cè)試系統(tǒng)研究

麻文龍，邱亞峰

（南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 南京 210094）

為了定量地研究積分球出光孔亮度衰減情況與出光孔直徑尺寸變化的關(guān)系，設(shè)計(jì)一套測(cè)試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用單反相機(jī)對(duì)積分球不同尺寸出光孔進(jìn)行圖像采集。然后通過對(duì)理想積分球及漫反射理論進(jìn)行研究，并進(jìn)行理論推導(dǎo)，得出積分球出光孔亮度衰減干擾因子R。最后通過測(cè)試實(shí)驗(yàn)方法的研究，確定出一套切實(shí)可行的基于Matlab圖像處理的測(cè)試實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)采集到的圖像分析，得出圖像光斑直徑方向正常灰度值的像素點(diǎn)數(shù)與光斑直徑方向像素點(diǎn)數(shù)的比值A(chǔ)。通過實(shí)際積分球?qū)嶒?yàn)測(cè)得的A和實(shí)際積分球尺寸計(jì)算得到的R數(shù)值比較分析，結(jié)果顯示A值均處在R值的范圍內(nèi)，從而驗(yàn)證得出R正確性。而R的提出可以對(duì)積分球出光孔亮度的衰減進(jìn)行定量的分析。

積分球出光孔；亮度衰減；圖像處理；干擾因子

0 引言

積分球作為一種光學(xué)儀器在光度學(xué)與輻射度學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)廣泛使用近百年了[1]。積分球可以提供一個(gè)均勻輻射的光源，積分球內(nèi)置光源發(fā)出的光經(jīng)過球壁的多次漫反射后，在球的內(nèi)壁上得到均勻的照明[2]。這種均勻度可達(dá)到99.8%以上。由于積分球的內(nèi)部擋屏的位置、漫反射層實(shí)際厚度和內(nèi)部光源位置，使得均勻性不理想[3]。而且隨著積分球球面所開的出光孔直徑的增大，積分球內(nèi)壁的面積減小，積分球中光線的傳播與漫反射理想的條件被破壞，導(dǎo)致積分球出光孔亮度在邊緣區(qū)域會(huì)有一定程度的衰減，即出光孔邊緣區(qū)域相對(duì)較暗。……