光測量計設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光測量裝置及其使用方法。該裝置用于測量從遠處光源散發(fā)出來的光的光度量。與發(fā)明人所知的其他裝置相比，此裝置能更精確地測量選定光的光場。
【專利說明】光測量計設(shè)備
【背景技術(shù)】發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光測量設(shè)備和使用該設(shè)備的方法。其用于測量從遠距離光源散發(fā)出的光的各種光計量值。在該設(shè)備中所選擇光的光場的測量比本發(fā)明人所知的其它設(shè)備的測量更加精確。
[0002]光源，尤其是外部光源一般會配置與放置成按所需模式來投射光。光源經(jīng)常會任意地發(fā)射光以至于一些發(fā)出的光射向超過照明范圍的區(qū)域。超出照明系統(tǒng)預期范圍的光稱為“溢出光(spillover)”。當溢出光延伸到超出界址線時被稱為“入侵光”，遭受到入侵光的打擾的人們會由于各種原因感到反感。
[0003]本申請所提出的設(shè)備可測量從遠處光源散發(fā)來的光。遠處光源可能是溢出光的光源、入侵光或眩光的光源。溢出光與入侵光的測量是本發(fā)明所提出的光測量設(shè)備的對象。入侵光的測量用于確定光源配置的可接受性，即在特定場合下一個觀察者對入侵光或眩光可接受的還是不可接受的。
[0004]公開了一種用于測量遠處光源的接收水平的可伸縮套管式的感光計。在一個實施方式中，感光裝置連接到車載處理單元，該車載處理單元處理與用該感光計檢測到的光測量相關(guān)的信息。該處理器也會接收來自集成的測距裝置的信息。從測距裝置得到的數(shù)據(jù)與在該設(shè)備中收集的光測量值被處理后，代表光源散發(fā)出來的光強測量值的有限數(shù)將被顯示給設(shè)備用戶。
[0005]本發(fā)明的一方面是，通過照度計的光測量光路也是從光測量設(shè)備的測距裝置散發(fā)出來的反射激光脈沖以及從目標光源反射回來的激光脈沖所采用的路徑。因此，通過光測量設(shè)備的單一光路用于測距裝置與光測量?，F(xiàn)有技術(shù)的說明
[0006]戶外的光測量計可用于測量以勒克斯或尺燭光為單位的照度值?，F(xiàn)有技術(shù)中的照度計只能測量光照射到的區(qū)域的照度。這是一些帶光敏電池的簡單便攜式的儀表，被置于感興趣的表面并向適當?shù)娘@示器產(chǎn)生信號，從而指示被測量表面的照度水平。這種儀表可有效地測量垂直表面上的照度，例如住宅中的直立的窗口。這種儀表也可用于測量水平面上的照度，例如建筑中的地面。這種光測量計與上述方法不能滿足現(xiàn)今根據(jù)光強測量溢出光或入侵光的需求。
[0007]也可以使用被稱為遠距光度計的其他光測量計。遠距光度計可用透鏡將感興趣的光源的像聚焦到光敏電池上。通常聚焦光學元件類似于用于望遠鏡的光學元件，可用于觀察遠處光源的光。通過遠距光度計測量到的光量是遠距光度計所對準的區(qū)域的照度，照度是指測量到的光源區(qū)域的單位面積上的光強。照度測量通常用英尺朗伯或每平方米的坎德拉表不。
[0008]其他與光測量裝置有關(guān)的術(shù)語有例如“發(fā)光強度”與“照度”之類的術(shù)語。“發(fā)光強度”是以每球面角度的流明數(shù)(“l(fā)m/sr”)，或坎德拉(“Cd”)為單位測量的光度的量?！罢斩取笔侵刚丈湓诒砻嫔系膯挝幻娣e上的總?cè)肷涔馔?。照度用于衡量照射到表面上的入射光密度?br> [0009]當前人們已經(jīng)意識到需要“在實地中”測量由光源發(fā)射出的光強而不僅限于通常在實驗室環(huán)境中的測量。很少有能在實地中測量光強的裝置或方法。因此本發(fā)明中的發(fā)明人開始從事了能在實地中測量光強的緊湊、便攜式光測量計的開發(fā)工作。
[0010]在許多情況下，房屋業(yè)主或市政團體會對溢出光有不滿。政府法規(guī)時常限制與令人不快的視覺效果緊密相關(guān)的發(fā)光強度。不幸的是到目前為止在測量溢出光或入侵光時只能將儀表直接放置在受影響的表面才能對表面的照度進行測量。然而將光度計放置在接近和貼近的表面上有時候是不切實際或不可能實現(xiàn)的。如有可以用來測量特定光源的發(fā)光光強而不僅僅是光源照射到的表面的照度的話將會非常有意義。本發(fā)明中所述的設(shè)備通過提供能測量從遠處光源發(fā)射出的光的強度而又緊湊、便攜以及重量輕的光測量計來實現(xiàn)了光強實地測量的目標。
[0011]也已發(fā)現(xiàn)對遠離光源的點的光源強度測量比對照射在表面上的總照度的測量更有用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]社區(qū)和公共服務性公司越來越多地認識到簡便測量光源強度的需要。在本領(lǐng)域中，能夠獲得光強值是人們所期望且重要的。光強通常在實驗室中測量，而該測量轉(zhuǎn)化到實際生活環(huán)境下并不如期望的那樣準確和適用。在遠離光源的特殊位置對光強進行同樣方式的實地測量，可能要大幅度且均勻地處理戶外照明設(shè)備發(fā)出的干擾光的校準。如果照明設(shè)備散發(fā)出的光能或光線照亮其目標區(qū)域以外的區(qū)域，那么這種光被稱為“溢出光”，或“侵入光”。在居民區(qū)，溢出光擾亂夜空寧靜，導致生活質(zhì)量下降，并且有時候會有害于人們的健康。
[0013]溢出光還造成了不必要的浪費，且可能是相當令人不快的和對環(huán)境不利的。此外，這種光通常被周邊的人們感覺到是使其機能喪失的眩光、令人不適的眩光、或騷擾的或討厭的眩光，這些眩光都是令人討厭的且可能是危險的或引發(fā)不適。
[0014]已經(jīng)提出了環(huán)保照明區(qū)，在該區(qū)中溢出光和眩光的量受到法規(guī)和規(guī)范的限制。這種限制可能是多種的以及不同標準的。例如，由光源發(fā)出的光的強度依照每球面角的流明或坎德拉進行測量可能有特定的限制；任何由光源發(fā)出的強度超過目標照明區(qū)域的照明設(shè)備的來源，其強度高于法規(guī)中提出的光強限度，是不被地方或國家法規(guī)所允許的。本發(fā)明提出的設(shè)備適于在特定的方向?qū)τ晒庠窗l(fā)出的光的強度進行實地測量，因此對該法規(guī)和規(guī)范的實行是有利的。
[0015]光輸出也可以根據(jù)光照度水平來調(diào)節(jié)，光照度以尺燭光或勒克斯為單位，在觀察來自特定位置的光源的人眼處進行測量。術(shù)語“眼照度”用于該行業(yè)，用來表示人眼從單個光源或多個光源接收到的照明度，并且是在人觀察光源時與其視線垂直的平面上測量的。
[0016]法規(guī)中，表示可允許的光級的另一種方法是根據(jù)光源的照度或光度計的(photometric)亮度。該光源可能是照明設(shè)備本身，也可能是從某一表面反射出來的光。
[0017]為了入侵光和眩光法規(guī)的實用性及有效性，必須有一種測量規(guī)定的光通量的方法。該方法可決定一個特定的光源或照明設(shè)備是否滿足適用法規(guī)的要求。
[0018]對于入侵光的測量，迫切需要一種方便的、便攜式的、輕的照度計裝置，該裝置可測量上述多種光通量。這種測量要求目標點的光照度和目標點與光源間的距離是已知的。
[0019]本發(fā)明所提出的裝置的設(shè)計中，光源域被該裝置均勻測量以選擇該光源四周的一個區(qū)域，并且被選區(qū)域通過該裝置進行測量。被選區(qū)域可能有待測量的單個光源或多個光源。通過使進入該裝置的光和與測距裝置相關(guān)的激光脈沖通過單一光路的處理，一種更加精確的和有用的光測量成為可能。該設(shè)計的分光元件使得被測量的光能夠沿著單一的光路行進。
[0020]最為有用的是，除測量光強外，多功能的光學計量裝置(如此處公開的照度計)還能夠測量其他上述提到的光的量值。包括但不受限于有關(guān)溢出光、入侵光和各種類型的眩光的亮度和眼照度。
[0021]此處公開的設(shè)備與光測量裝置中各種不同的求解算法和適當?shù)墓浇Y(jié)合起來使用，以用于計算實地的光強。
[0022]為控制入侵光而限制光發(fā)射級的法規(guī)經(jīng)常規(guī)定單一光源中可被允許的光。因此期望即使可能有多個光源結(jié)合在一起充當一個重要的單一光源，該測量裝置和測量系統(tǒng)也能夠測量僅來自單一光源中的光，。在實地待測量的光源可以位于距離照度計很遠的地方，并且光源對照度計的包角(對角)很小。在其他情況中，光源可能離照度計很近，并且其對角(subtended angle)可能很大。因此,為適應不同大小的光以及與光照度計間的不同距離，期望該照度計可接收的角度或視角(該角度范圍包括照度計可接收光的角度)是可變的。
[0023]當使用傳統(tǒng)的遠距光度計或伸縮式點亮度計來測量視野范圍狹小的遠距離光源發(fā)出的光時，操作者通過瞄準遠距光度計可能很難找到光源。因此，期望遠距光度計有一個可變的視野范圍。操作者首先開始調(diào)節(jié)光測量裝置的可調(diào)虹膜閥(iris valve)至一個寬的視角，從而使得目標光源能夠容易被識別出來并確定目標。然后操作者再將可調(diào)虹膜閥調(diào)節(jié)至狹小的視野。
[0024]某些類型的入侵光測量可能要求對數(shù)個光源發(fā)出的光同時進行測量，例如單極(single pole)上的一組照明設(shè)備。所提出的光照度計的視野范圍可被擴寬以達到該要求。這是光照度計接收角度范圍可變這一功能的一個更進一步的原因。
[0025]本發(fā)明的優(yōu)勢包括現(xiàn)場可移動性的改善以及相比實地測量光的其他方案成本更低。改善的可移動性部分歸因于將測距裝置的功能集成到單一的、輕的、便攜式的裝置中而減輕了重量。
[0026]該裝置的一個優(yōu)點在于它能夠?qū)δ繕斯庠催M行浮點測量，而不需要將測量值四舍五入。
[0027]該裝置的另一個優(yōu)點在于它能夠自動調(diào)節(jié)范圍。
[0028]本發(fā)明的的一個更一般的目的是提供一種能夠測量遠距離光源的光強的光測量計。
[0029]本發(fā)明的另一個目的是提供一種利用單個便攜式設(shè)備計算光強的裝置，并將光強值顯示在該裝置上。
[0030]該光測量計的一個更進一步的目的是提供測量僅來自于單一照明設(shè)備的光強或眼照度的功能，其對角的大小隨不同的設(shè)備而不同，或在彼此靠近的一組照明設(shè)備之間也相互不同。
[0031]一個更進一步的目的是提供了一種儀器，其具有初始的寬視野以定位目標光源，當光源被定位后，再將視野減小至比初始的寬視野狹窄的視野，以除去無關(guān)的外來光源。
[0032]本發(fā)明還有一個目的是提供了一種能夠用集成便攜式設(shè)備測量光強、眼照度和亮度的光照度計。
[0033]本發(fā)明的優(yōu)選實施方式如附圖和【具體實施方式】中所描述。除特別說明外，在說明書和權(quán)利要求書中的詞和短語應當解釋為可適用行業(yè)中常規(guī)技術(shù)的清楚的、普通的、和常規(guī)的含義。如果有任何詞或短語意指其他特殊含義，則說明書中將明確說明并定義其特殊含義。同樣，如果一個名詞、術(shù)語或短語要進一步地描述或規(guī)定其含義，其應包含與英語語法的標準準則相一致的形容詞、描述性術(shù)語或其他修飾詞。如果不使用這些形容詞、描述性術(shù)語或修飾詞，則說明該詞、術(shù)語或詞組被賦予其在可適用行業(yè)中那些技術(shù)的清楚的、普通的英文含義。
[0034]再者，說明書中使用的詞語“功能”、“裝置(手段)”或“步驟”并非表示想要引用35U.S.C.112第6段中的特別規(guī)定來限定本發(fā)明。相反，如果要引用35U.S.C.112第6段中的規(guī)定來限定本發(fā)明，那么權(quán)利·要求書將明確表述為“用于…的裝置”或“用于…的步驟”，并清楚地詳述其功能，且不描述支持該功能的任何構(gòu)成、材料或動作。因此，即使當權(quán)利要求書中用“用于…的裝置”或“用于…的步驟”來描述已被定義的功能時，如果該權(quán)利要求還描述了任何支持該“裝置“或步驟或?qū)崿F(xiàn)其功能的構(gòu)成、材料或作用時，則其目的不是引用35U.S.C.112第6段中的規(guī)定。此外，即使35U.S.C.112第6段中的規(guī)定被引用來限定本發(fā)明，其意圖也是本發(fā)明不僅限于優(yōu)選的實施方式中所描述的特殊構(gòu)成、材料或動作，而是還包含其他實施方式中所描述的實現(xiàn)該功能的所有構(gòu)成、材料或動作，以及用來實現(xiàn)該功能的現(xiàn)有已知的或后來發(fā)展的等同的結(jié)構(gòu)、材料或動作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]通過參考結(jié)合下述附圖所做的詳細說明，可以對本發(fā)明有一個更全面的理解。在這些附圖中，相同的參考標號代表相同元件或貫穿附圖始終。
[0036]圖1是光測量計的俯視圖，其含有一套包括用于由裝置所測量的光的單通路的集成設(shè)計。
[0037]圖2是沿著圖1中光測量計的2-2面的側(cè)視圖。
[0038]圖3是沿著圖1中光測量計的3-3面的端視圖。
[0039]圖4是圖1中的光測量計沿圖2中4-4面的截面圖。
[0040]圖5是光測量計系統(tǒng)的方框圖。
[0041]圖6A-6D是處理流程圖，顯示了與光測量計相關(guān)的光測量計算中使用的軟件處理。
【具體實施方式】
[0042]在下面的描述中，為了解釋說明的目的，提出許多具體細節(jié)以達到對本發(fā)明各個方面的深入理解。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當理解，本發(fā)明可在沒有這些具體細節(jié)的情況下實施。在其它實例中，已知的結(jié)構(gòu)和裝置被更加一般性地展示或討論以避免模糊本發(fā)明。在很多情況下，關(guān)于操作的說明足以使人完成發(fā)明的各種形式，特別是當該操作由軟件實施時。應當注意的是，有很多不同的、可供選擇的配置、裝置和技術(shù)被應用到公開的發(fā)明中。本發(fā)明的全部范圍不限于以下描述的示例中。
[0043]本文所示發(fā)明的一個【具體實施方式】中，光測量計被用作亮度測量裝置。裝置上的選擇開關(guān)設(shè)置在亮度測量設(shè)定，該裝置旨在測量一個燈具或近距離靠在一起的多個燈具的光源，以保證視野被發(fā)光的一個或多個燈具完全占滿。使用合適的校準，光測量計可以讀出被測區(qū)域的平均亮度，單位為坎德拉每平方米。為保證亮度校準的有效性，控制視野范圍角距大小的光圈在校準和測量中要保持恒定。本發(fā)明一個實施方式中使用的虹膜閥膜片直徑控制可被標記上用于亮度測量值的設(shè)置，或者，另一種選擇是，操作員使用傳統(tǒng)方法將可變光圈調(diào)整至某一直徑，傳統(tǒng)方法例如可以是作用于虹膜閥膜片的調(diào)整設(shè)置輪的點擊停止機制。
[0044]光測量設(shè)備包括儀表和光檢測器，所述儀表含有一個包含安裝在縱向主體一端的物鏡的透鏡系統(tǒng)，所述光檢測器含有數(shù)據(jù)輸出通信管路。所述光檢測器與所述儀表是一體的，并通過儀表的單向光路接收進入到光儀表裝置的光能。還有一個測光閥，在一個實施方式中，該閥為虹膜閥，所述測光閥位于光儀表裝置的主體上，通常位于物鏡的焦面上，在物鏡位置和光檢測器位置之間。在另一種實施方式中，測光閥是一種連續(xù)可調(diào)的測光閥。
[0045]所述裝置的另一個組件是包含數(shù)字處理器的控制器，所述數(shù)字處理器在其它項目中通過提供的通信管路與光檢測器通信。
[0046]所述裝置的另一個組件是可與控制器進行電子通信的測距裝置。所述測距裝置可以是激光測距裝置，與光測量計的光路縱向?qū)R。測距裝置與光測量計是一個整體且縱向?qū)R，以使光在被光測量計測量時，光脈沖從光測量計發(fā)出并反射回同一光測量計的過程是通過相同光路。
[0047]首先從圖1-3可以看到照度計的外殼。在這些圖中，光測量計10—般包括外殼12，所述外殼12可提供堅韌的、輕便的且防污垢滲入的罩體來罩住照度計的內(nèi)部元件。外殼支承光測量計10的第一端16處的物鏡14。在這種實施方式中,外殼12基本為長方體，其厚度約是外殼長度的三分之一，外殼的寬度一般為其長度的三分之二。然而外殼的寬度、長度和厚度可以選擇以更好地適應裝置的功能性部件。
[0048]圖1中第一控制按鈕18用來啟動激光測距裝置。操作所述按鈕也可以充當光測量計的啟動開關(guān)。第二控制按鈕20用來啟動光測量。所述兩個由按鈕操作的開關(guān)電連接至圖4所示的控制模塊52。
[0049]調(diào)整輪22用來允許虹膜閥的調(diào)整，該虹膜閥位于該裝置的光路上。在一種實施方式中，虹膜閥通過一根從調(diào)整輪延伸至虹膜閥體的長桿機械連接，以允許對虹膜閥的手動操作，這將進一步討論。
[0050]在主體12的一側(cè)有屏幕24。所述屏幕是可選擇的可替代的，用來顯示與測量功能有關(guān)的數(shù)據(jù)。所述屏幕可以是液晶顯示屏或任何類似的屏幕，可用于在屏幕上顯示從裝置控制模塊接收到的數(shù)據(jù)的任何類型的屏幕。目鏡26通常包含調(diào)整環(huán)28，允許使用者根據(jù)個人喜好通過光測量計集中視野。蓄電池箱30為方便起見安裝在主體12的底面上，但是它可以安裝在照度計主體的外部或內(nèi)部諸多位置中的任意一個?？梢灶A想到三腳架的位置設(shè)置在外殼的底部，如果需要的話所述三腳架的位置可以集成到電池筒蓋中去。三腳架的其它可供選擇的位置可以是外殼的底部、側(cè)邊、末端甚至是頂部，由設(shè)計者的喜好決定。
[0051]圖4是沿圖2中4-4面的光測量計的截面圖。該圖顯示具有集成設(shè)計的光測量計，該集成設(shè)計包含用于被測量光的單光路和用于距離測量的相同光路。
[0052]通過物鏡14進入照度計10的光射入截取濾鏡(pick off filter) 32，也被稱之為“熱鏡”，在此處光束的紅外線部分通過截取濾鏡32射入到紅外檢測器34。經(jīng)過照度計這部分的光路除用作照度計外，還用作測距裝置。在測距裝置的一種實施方式中，激光二極管36從照度計10的第一端16投射一系列光脈沖信號至裝置操作者選定并獲得的遠處的目標。從激光二極管36發(fā)射出的光束脈沖穿過照度計第一端16處的透鏡38。激光二極管36前方的透鏡38通常位于光學物鏡14的臨近處。紅外檢測器34接收從遠處目標反射回的光脈沖，這些光脈沖是從照度計10的激光二極管36發(fā)出的光所反射的一些光。采用一種用于比較從照度計10發(fā)出的脈沖的傳播時間與經(jīng)過測量的一段時間的傳播時差的算法，以一種眾所周知的方式確定到目標對象的距離。光測量計的目的在于對準感興趣的一個或多個光照源，而光測量計的測距裝置元件則測量到這些目標光源的距離。
[0053]發(fā)自遠處被測光源的光通過光學物鏡14進入光測量計，并通過虹膜閥40穿過截取濾鏡32。虹膜閥40位于并安裝在光測量計的焦面或貼近焦面，該焦面由物鏡的焦距決定。理想情況下，虹膜閥的光圈的平面安裝在焦面上。但這并不是絕對必要的。
[0054]虹膜閥的光圈孔通過從外殼12主體頂端伸出的虹膜閥調(diào)整輪(未在圖4剖面圖中展示)控制。它可以貼近內(nèi)部虹膜閥，或者如圖1中部件22所示在外殼的末端。虹膜閥調(diào)整輪可被操作者旋轉(zhuǎn)以選擇和限制被測光源目標的范圍。換言之，虹膜閥被“關(guān)閉”以提供小的孔徑并將視野范圍限制在被測光源附近。如果目標光源范圍相當寬，操作者移動虹膜閥調(diào)整輪22來“放大”虹膜閥40的孔，以獲得更寬廣的視野范圍。
[0055]穿過虹膜閥40后，光穿過中繼透鏡裝置42。中繼透鏡系統(tǒng)投射例如目標光源的一幅圖像到放置位置合適的聚焦目鏡26上，，該光源是被測試的感興趣的光源。目鏡26使操作者可以看到被測光源，并因此幫助在觀看和調(diào)整儀表對準目標以使光測量計能正確地對準。
[0056]來自中繼透鏡裝置42的光也將發(fā)射至分光器44。分光器44將光束分為兩路。其中一路使光束的一部分進入到位于目鏡26的28處的可調(diào)節(jié)聚焦透鏡。
[0057]分光器44的第二條光路發(fā)射到光檢測器48，所述光檢測器48由其自身感知并量化的光所激發(fā)。在一種實施方式中，光檢測器48光敏區(qū)域的大小與目鏡26可視區(qū)域的大小相同，所以操作者可看到被測光源目標的區(qū)域。光檢測器48感知到的電荷發(fā)送至控制單元或中央處理器(CPU) 50。中央處理器50設(shè)置于印刷電路板52上，并與放至裝置內(nèi)的設(shè)備的電氣和電子輸入輸出部件電氣連接。
[0058]中央處理器50包括計算機或其它可編程裝置。通過控制單元合適的電子電路圖、程序設(shè)計和校準，在屏幕24上或者通過目鏡26可視的液晶顯示器54上顯現(xiàn)圖像。外部屏幕24和內(nèi)部顯示器54都可以顯示操作者的三個選擇中至少一個。這三個選擇包括顯示光強度、亮度和/或眼照度的被測的量。
[0059]某些類型的光入侵測量值可能同時要求測量來自一些光源的光，例如運動場或停車場一端的一組燈具。光測量計的視野應當能夠擴大至包含所述燈具組。
[0060]圖1-4所示裝置的邏輯方框圖如圖5所示。在這幅圖中，電子設(shè)備的處理器，例如構(gòu)成由印刷電路板52承載的控制單元的電子式微處理器50，接收光檢測器48發(fā)出的信號作為其中一個輸入。來自光檢測器48并通過電纜或?qū)Ч?6通信的信號，可通過放大器58對其進行處理。在一種實施方式中，被增益選擇開關(guān)60控制的運算放大器在操作者決定的范圍內(nèi)工作。在照度計的一種實施方式中，例如在印刷電路板52上設(shè)置的放大器電路，用來改變光測量值的范圍，以容納大范圍變化輸出且在變化距離內(nèi)的光源。這可以通過如下方式實現(xiàn)，例如為連接至光檢測器的控制單元中的放大器電路選擇不同的反饋電阻器來獲得放大器增益。
[0061]放大信號在模數(shù)轉(zhuǎn)換器62中處理，通常設(shè)置在印刷電路板52上，以將光檢測器中的放大模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。與被光檢測器48感知到的光成比例的來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器62的放大信號,被微處理器50處理。
[0062]在需要到目標光源的距離以測量一定區(qū)域內(nèi)光強度的情況下，那就是這里描述的實施方式中的一個的應用，將要實現(xiàn)測距裝置的性能。光測量計的測距裝置組件感知到的距離測量值，被光測量計利用測距裝置邏輯電路處理器處理，所述邏輯電路處理器可置于印刷電路板52上。然后，代表到遠處物體例如光源設(shè)備距離的輸出信號，在經(jīng)過微處理器50處理后，通過通信導管64發(fā)送至內(nèi)部顯示器54，在一種實施方式中，發(fā)送至外部屏幕24。該信號代表到目標光源的距離。
[0063]合適的軟件或編程至微處理器50的固件將兩組讀數(shù)合并，兩組讀數(shù)即儲存在微處理器中的遠距光度計上的光強度讀數(shù)以及同樣儲存在微處理器中的測距裝置上的距離讀數(shù)。所述軟件或固件利用適用于光強度測量值的平方反比定律(inverse square law)算法處理數(shù)據(jù)，從而提供以坎德拉為單位的感興趣光源的強度。作為應用在測量光強度中的平方反比定律是:強度等于照度乘以距離的平方。強度以坎德拉為單位描述。在大多數(shù)情況下，照度以勒克斯為單位，距離以米為單位描述。
[0064]所述系統(tǒng)能夠?qū)@得的距離測量值存入微處理器的存儲器中，以便如果需要，距離值能夠被應用或使用到后面光讀數(shù)的計算中，以計算在相同或相近距離內(nèi)增加的光源的強度，而不需要重新測量與后面選擇的光源間的距離。
[0065]圖6A-6D描述了展示用在照度計處理器方案中的軟件步驟的流程圖。所述流程圖開始于將單元通電啟動以在內(nèi)部LED顯示器54和/或外部屏幕24上顯示啟動信息。利用第二控制按鈕20通過選擇選項來轉(zhuǎn)換將使操作者能夠選擇所需要的光測量的模式。
[0066]繼續(xù)在所述流程圖中，其通過“顯示范圍”展示了與測距裝置操作相關(guān)的動作，該動作還包括向處理器傳送或發(fā)送范圍數(shù)據(jù)進行存儲。
[0067]流程圖上表示的下一個階段是來自光源的在測量位置的測量光的處理動作。按下控制按鈕20觸發(fā)這種測量的啟動。該循環(huán)中的一部分確定正確范圍以適當收集數(shù)據(jù)并通知操作者光條件的強或弱，以便操作員能調(diào)節(jié)增益，或在可選擇實施例中，通過編入系統(tǒng)中的邏輯自動調(diào)節(jié)。一旦增益在適當?shù)姆秶瓦M行光強的測量。測量值會被進一步處理以平均多個讀數(shù)，從平均值中減去暗信號，并通過校準系數(shù)來調(diào)整平均值。這個值會被存儲到微處理器中。微處理器會對光源強度數(shù)據(jù)和存儲的通過儀器的測距裝置部分接收到的距離數(shù)據(jù)執(zhí)行平方反比算法，，以得到被測量光源的光強的以坎德拉為單位的值。
[0068]上述實施方式一般針對用于測量來自遠處光源的光強的光測量計。
[0069]本發(fā)明的另一個實施方式中選擇開關(guān)設(shè)置為眼照度或亮度，這些光度量可用圖6A-D中的流程圖所提出的流程來測量。
[0070]在本發(fā)明的一個實施方式中，提供手動增益選擇器功能，增益選擇器用于改變光測量范圍，來適應輸出變化幅度大和距離變化的光源。這可以像本領(lǐng)域中眾所周知的那樣，通過例如對光檢測器的印刷電路板52上的控制單元中的放大器電路選擇不同的反饋電阻器來改變放大器增益的方式實現(xiàn)。
[0071]光源的選定區(qū)域的平均亮度的測量布局也可用于測量反射表面的亮度。所需要的只是計量系統(tǒng)要配備有足夠的敏感性使低水平的亮度測量成為可能，低水平的亮度是許多反射表面的特點。
[0072]再參考圖1，控制開關(guān)通過按鈕(例如18與20)或者輸入或輸出元件諸如(但不限于)計算機連接端口(例如USB端口)、屏幕或無線電通信端口來操作，這里只是列舉了也可以裝在照度計主體上的兩個或多個端口或開關(guān)。
[0073]綜上，在遠離固定裝置中光源的一點確定光強的方法包括提供增強的遠距光度計的措施。遠距光度計具有透鏡系統(tǒng)，包括安裝在縱向主體上的物鏡。遠距光度計也包括具有數(shù)據(jù)輸出通信管路的光檢測器，安裝在遠距光度計的光檢測器接收進入到遠距光度計的光能。而且遠距光度計具有位于物鏡與光檢測器之間的、在遠距光度計主體中的光計量閥，例如(但不限于)虹膜閥。這種位置一般在物鏡的焦面上。通常裝到電子設(shè)備中攜帶的印刷電路板52上的控制器也在光測量計中?？刂破靼〝?shù)字處理器50與內(nèi)部顯示屏54以及在本發(fā)明的一個實施方式中的外部屏幕24，并且通過通信管路與光檢測器通信。照度計的第三個元件是儀器的測距裝置部分。測距裝置部分具有與控制器通信的電子通信能力。測距裝置部分的返回脈沖光信號與儀器中的光測量部分共享光路。在確定光強時，增強型遠距光度計的操作員會將遠距光度計朝向照明裝置中支撐的目標光源。一旦”對準目標”(ontarget)，增強型遠距光度計計算出到通過測距裝置檢測到的光源的距離，然后通過光檢測器接收到的來自光源的光的水平會被微處理器處理。這個數(shù)據(jù)點會被存儲到微處理器中。至IJ光源固定裝置的計算距離(利用來自測距裝置的距離和存儲在微處理器的內(nèi)存區(qū)的距離值計算出來)，以及光檢測器接收到并且目前存儲在微處理器的內(nèi)存區(qū)的光的水平會被處理以生成光強值。在離開光源進行測量的點的光強的計算值就會通過遠距光度計的顯示屏54或屏幕24顯示。
[0074]雖然本發(fā)明按照優(yōu)選實施方式和一般相關(guān)的方法來描述，發(fā)明人也考慮到，在閱讀全文和研究附圖之后，【具體實施方式】與方法的改變與排列對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。
[0075]因此，以上所描述的具體典型的實施例與摘要都不規(guī)定或限制本發(fā)明。當然，權(quán)利要求書會從各方面限定本發(fā)明。本發(fā)明的變化只能通過各個權(quán)利要求中列舉的限定和其同等物來限制，不受在權(quán)利要求中未提起到的其他術(shù)語的限定。
【權(quán)利要求】
1.測量遠距離光源輸出的光的光測量設(shè)備，包括: 內(nèi)置有透鏡系統(tǒng)的罩體，包括物鏡和與從物鏡延伸出的光路對齊的光能檢測器，所述光能檢測器設(shè)有電子通信管路，并且所述光能檢測器安裝成接收沿著來自所述物鏡的光路的方向的光能； 光計量閥，位于所述罩體中靠近所述物鏡的焦面位置，以選擇性地控制沿所述罩體的光路方向的光； 控制器，包括通過所述電子通信管路與所述光能檢測器連通的數(shù)字處理器； 測距裝置，具有與所述控制器連通的電子通信能力，所述測距裝置設(shè)有接收光能脈沖的路徑，該路徑位于所述光測量設(shè)備的光路上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其中，所述計量閥是貼近所述物鏡焦面的可變光圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其中，所述計量閥是位于所述物鏡焦面上的可變光圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其中，所述光能檢測器是光電檢測器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其中，所述光能檢測器是光電二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其中，所述光測量裝置包括支撐所述光能檢測器、所述控制器和所述測距裝置的外殼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的發(fā)明，其中，所述數(shù)字處理器接收來自所述光能檢測器和所述測距裝置的數(shù)據(jù)，并輸出數(shù)據(jù)至與所述數(shù)字處理器連通的顯示裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其中，所述光測量裝置測量光源的光強。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，還包括屏幕，由所述光測量裝置測量的光強顯示在所述屏幕上。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明，其中，所述控制器包括開關(guān)，用于選擇性地激活所述光測量設(shè)備的測距裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其中，所述光計量控制器安裝有電路，用于將光計量器從測量光強的設(shè)置切換至測量總的照度、和/或眼照度的設(shè)置、和/或測量亮度的設(shè)置。
12.光強度測量設(shè)備，包括: 設(shè)有透鏡系統(tǒng)的遠距光度計，該透鏡系統(tǒng)包括安裝在縱向主體一端的物鏡和具有數(shù)據(jù)輸出通信管路的光電檢測器，所述光電檢測器安裝在遠距光度計上用于接收通過所述物鏡進入所述遠距光度計中的光線； 可變光圈，位于所述遠距光度計的主體內(nèi)，靠近焦面位置，該焦面位置由所述縱向主體中的物鏡的位置確定。 控制器，包括通過所述通信管路與所述光電檢測器連通的數(shù)字處理器；和 測距裝置，與所述控制器連通。
13.光測量設(shè)備，包括: 設(shè)有透鏡系統(tǒng)的遠距光度計，該透鏡系統(tǒng)包括安裝在縱向主體一端的第一透鏡，具有數(shù)據(jù)輸出通信管路的光電檢測器，所述光電檢測器安裝在所述遠距光度計上用于接收進入所述遠距光度計中的光能； 控制器，包括通過所述通信管路與所述光電檢測器連通的數(shù)字處理器； 測距裝置，具有電子通信能力，與所述控制器連通，從所述測距裝置發(fā)出的和向其返回的能量脈沖的路徑與所述遠距光度計主體內(nèi)的待測光的路徑一致。
14. 原文缺失權(quán)利要求14。
15.由固定裝置支撐的光源的光強確定方法，所述方法包括: 提供遠距光度計，所述遠距光度計設(shè)有包含安裝在縱向主體一端的第一透鏡的透鏡系統(tǒng)，和設(shè)有數(shù)據(jù)輸出通信管路的光電檢測器，所述光電檢測器安裝在所述遠距光度計上以接收進入遠距光度計中的光能，所述遠距光度計還包括位于其主體內(nèi)且位于所述第一透鏡和所述光電檢測器之間的位置的光計量閥，以及控制器，所述控制器包括數(shù)字處理器和顯示屏，并通過通信管路與所述光電檢測器連通，和與所述控制器連通并具有電子通信能力的測距裝置，所述測距裝置與所述遠距光度計的主體對齊； 將遠距光度計指向光源； 計算到支撐由所述遠距測量裝置所檢測的光源的固定裝置的距離； 記錄所述光電檢測器從光源接收到的光的等級； 對計算出的距光源固定裝置的距離和所述光電檢測器接收到的光能級進行處理，得出光強值；和 通過顯示屏顯示所述光強值。`
【文檔編號】G01J1/04GK103443600SQ201280005343
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月12日
【發(fā)明者】伊恩·列文, 約翰·奧法雷爾 申請人:Ul有限責任公司