專利名稱：一種同步反射分布光度計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光和輻射測量儀器，主要用于各類光源和燈具在各方向上的光強分布 或配光性能測試，以及光源和燈具的總光通量測試的同步反射分布光度計。
背景技術(shù)：
空間各方向上的光強分布是光源和燈具的重要參數(shù)，分布光度計是精確測量光源和燈 具的光強隨角度分布的儀器，光強測量通常是通過照度測量和距離平方反比定律實現(xiàn)的。 反射鏡式分布光度計由于可以在保持被測光源測量姿態(tài)的是同實現(xiàn)長距離的遠(yuǎn)場測量而 被國際照明委員會(CIE)和其它國際標(biāo)準(zhǔn)所推薦。現(xiàn)有的轉(zhuǎn)鏡式分布光度計通常有兩種方
案 一種是中心轉(zhuǎn)動反射鏡式分布光度計100，如圖1所示，該類方案的分布光度計在測
量時光學(xué)反射鏡102處于轉(zhuǎn)動中心，測量中繞主軸108旋轉(zhuǎn)，而由燈臂夾持的被測光源104 繞光學(xué)反射鏡102轉(zhuǎn)動，同時燈臂須向相反方向繞輔助軸同步旋轉(zhuǎn)，以保持被測光源的燃 點姿態(tài)不變，被測光源可繞自身垂直軸轉(zhuǎn)動，光學(xué)反射鏡將來自被測光源的光束反射到光 度探測器106上；另一種是圓周運動反射鏡式分布光度計200，如圖2所示，該方案的分 布光度計使被測光源204處于作圓周運動的光學(xué)反射鏡202的旋轉(zhuǎn)軸上，光學(xué)反射鏡202 繞被測光源204旋轉(zhuǎn)，把被測光源204所發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)反射鏡202后反射到光學(xué)探測器 206上。這兩種方案雖然是目前較精確的光強分布的測量方案，但是它們卻有各自的缺陷。 就中心轉(zhuǎn)動反射鏡分布光度計而言，被測光源104要在一個相當(dāng)大的空間范圍內(nèi)運動，由 于氣流、運動速度、加速度和離心力的必然存在，被測光源燃點時很難保證其高穩(wěn)定狀態(tài)， 這是這一方案無法克服的原理性問題；其次，中心轉(zhuǎn)動反射鏡分布光度計中較難實現(xiàn)主軸 和輔助軸的完全機械同步，因此很難達(dá)到高角度精度；除此之外，該類型的分布光度計需 要很高的暗室空間，總成本隨之增加。而就圓周運動反射鏡分布光度計而言，雖然它的被 測光源處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，且可按光源自然位置點燃，光源點燃是最穩(wěn)定的，但是它存在 下述問題首先，根據(jù)CIE No. 70-1987技術(shù)報告，被測光束的光軸與光學(xué)探測器的光軸 之間的夾角不應(yīng)超過2.5。，這需要相當(dāng)長的暗室才能實現(xiàn)，并且在如此長的測量距離下， 光學(xué)探測器處的光強較弱，很難準(zhǔn)確測量；其次，圓周運動反射鏡分布光度計要求光學(xué)探測器有較大的接收孔徑以接收各方向上的被測光束，但這樣也同時會叫更多的雜散光進(jìn)入 光學(xué)探測器，從而影響測試精度。
為解決上述問題，最新發(fā)明了同步反射分布光度計，如圖3所示為典型的同步反射分 布光度計。在該同步反射分布光度計方案中，第一光學(xué)反射鏡302繞被測光源304旋轉(zhuǎn)， 把被測光源304所發(fā)出的光反射到與第一光學(xué)反射鏡302同步旋轉(zhuǎn)的第二光學(xué)反射鏡312 上，實現(xiàn)兩個光學(xué)反射鏡302， 312的同步反射，經(jīng)第一光學(xué)反射鏡302和第二光學(xué)反射 鏡312反射的光束入射到同步旋轉(zhuǎn)的光學(xué)探測器310上。該同步反射分布光度計方案能夠 有效解決上述中心轉(zhuǎn)動反射鏡式分布光度計100和圓周運動反射鏡式分布光度計200所存 在的問題，能減少暗室占地，保持光源穩(wěn)定，減少雜散光干擾。
然而，根據(jù)光的偏振理論，鏡面反射會帶來光的偏振問題。以入射光束光軸和光學(xué)反 射鏡的法線構(gòu)成的平面為入射面，在發(fā)生鏡面反射時，垂直入射面方向振動的光波(s波) 和平行于入射面方向振動的光波(p波)的發(fā)射率不同會帶來反射光的偏振，而在入射角比 較小時，接近于垂直入射時，偏振效應(yīng)很小。由偏振帶來的測量誤差是現(xiàn)有轉(zhuǎn)鏡式分布光 度計的共同問題，而在現(xiàn)有的同步反射分布光度計中，由鏡面反射帶來的偏振效應(yīng)會被第 二光學(xué)反射鏡312再次疊加存在放大的可能性，由此而帶來較大的測量誤差。
在現(xiàn)有同步反射分布光度計中，盡管光學(xué)探測器306前設(shè)置有遮光筒，但遮光筒的長 度不夠長的話，會帶來雜光干擾，這給整個系統(tǒng)雜散光控制提出了比較高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有分布光度計方案中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一套同步反射分布 光度計，以在減少暗室占地，保持光源高度穩(wěn)定，減少雜散光干擾的基礎(chǔ)上，減小由兩面 光學(xué)反射鏡帶來的偏振問題，更好控制雜散光從而減小測量誤差，并且通過在較短的距離 內(nèi)連續(xù)地調(diào)節(jié)光學(xué)探測器的位置的方法和設(shè)置多個光學(xué)探測器，可以在無需另行對準(zhǔn)的情 況下實現(xiàn)多種測量臂長(測量距離)，方便準(zhǔn)確地測量各種光源和燈具的光和輻射分布性 能。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的，即 一種同步反射分布 光度計，包括第一基座和第二基座；第一基座上設(shè)有水平的轉(zhuǎn)動中心線，在第一基座上與 轉(zhuǎn)動中心線同軸設(shè)有固定軸，燈臂一端與固定軸相連，燈臂的另一端設(shè)有被測光源的旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動裝置，使被測光源繞與轉(zhuǎn)動中心線垂直相交的垂直轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；固定軸通過外套軸承設(shè)有可繞轉(zhuǎn)動中心線轉(zhuǎn)動的第一轉(zhuǎn)軸，第一轉(zhuǎn)軸再通過外套軸承與固定于第一基座的軸形支 承座相連，以增強整個同步反射分布光度計的剛度；第一轉(zhuǎn)軸一端固定連接轉(zhuǎn)臂，第一光 學(xué)反射鏡安裝在轉(zhuǎn)臂的一端。第二基座上設(shè)置有可與轉(zhuǎn)動中心線同軸的第二轉(zhuǎn)軸，第二轉(zhuǎn) 軸可與第一轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)，其特征在于第二轉(zhuǎn)軸的一端與鏡架的一端固定連接，鏡架的另 一端與第二光學(xué)反射鏡連接，第二光學(xué)反射鏡與轉(zhuǎn)動中心線成一定角度相交，第一光學(xué)探 測器面向第二光學(xué)反射鏡固定設(shè)置，第一光學(xué)探測器的光軸與轉(zhuǎn)動中心線同軸；第一光學(xué) 反射鏡把來自被測光源的光束反射到與第一光學(xué)反射鏡同步旋轉(zhuǎn)的第二光學(xué)反射鏡上，經(jīng) 第二光學(xué)反射鏡再次反射后的光線正入射到第一光學(xué)探測器的受光面。
上述設(shè)計中被測光源僅僅繞自身垂直軸旋轉(zhuǎn)，而在測量中保持靜止不動，光源能夠在 高度穩(wěn)定的狀態(tài)下燃點，不受振動和沖擊以及外界空氣對流的影響；通過第二光學(xué)反射鏡 的同步追蹤，第一光學(xué)探測器在靜止的條件下，始終以正方向接收被測光束，避免了斜入 射帶來的誤差問題；同時通過第二光學(xué)反射鏡折返光路，所占用的暗室長度大大減小。由 于第一基座與第二基座間的距離一般比較遠(yuǎn)，經(jīng)第一光學(xué)反射鏡入射到第二光學(xué)反射鏡的 光束光軸與第二光學(xué)反射鏡法線間的入射角比較小，由偏振理論知，入射角較小時，鏡面 對垂直于入射平面(s.波)和平行于入射平面(p波)的反射率基本一致，因此本發(fā)明的同步 反射分布光度計中第二光學(xué)反射鏡帶來的偏振問題明顯減少；另外在本發(fā)明的同步反射分 布光度計中，第一光學(xué)探測器的受光面背對被測光源設(shè)置，且第一光學(xué)探測器的前面一般 設(shè)有遮光筒，由被測光源的光束不能直接入射第一光學(xué)探測器，系統(tǒng)的雜散光控制相對較 為容易。
本發(fā)明可以通過以下的附加技術(shù)特征對上述技術(shù)方案作進(jìn)一步限定-在轉(zhuǎn)臂上設(shè)置第二光學(xué)探測器，第二光學(xué)探測器正對被測光源，第二光學(xué)探測器光軸 與轉(zhuǎn)動中心線相交且垂直，在不經(jīng)過第一光學(xué)反射鏡和第二光學(xué)反射鏡反射(此時的第一 光學(xué)反射鏡和第二光學(xué)反射鏡用不反光的黑絨布罩起來)的情況下，第二光學(xué)探測器即可 在較短的距離下(通常為1到3米)實施對光源分布性能的測量，第二光學(xué)探測器的設(shè)置 大大拓寬了同步反射分布光度計對小光源的測量下限，更為重要的是使用第二光學(xué)探測器 可以在極高精度下使用照度分布法測量各種尺寸的光源和燈具的總光通量，從原理上講， 照度分布法也是發(fā)達(dá)國家國家實驗室建立國家光通量基準(zhǔn)的方法之一。
上述的第一光學(xué)探測器前側(cè)設(shè)置較長的第一遮光筒，第一光學(xué)探測器通過第一遮光筒懸掛于天花板，或者第一遮光筒也可以通過支承臂與燈臂固定連接，或者第一遮光筒由立 于地面的支架支撐。為了達(dá)到較好的剛性，同時盡量減少擋光，懸掛于天花板上的方式是 優(yōu)選。
在上述第二轉(zhuǎn)軸上，第二光學(xué)反射鏡的另一端連接有第三光學(xué)探測器，同時第二基座 上設(shè)置旋轉(zhuǎn)切換機構(gòu)，切換機構(gòu)的轉(zhuǎn)動軸線與第二轉(zhuǎn)軸軸線垂直相交，能夠通過旋轉(zhuǎn)180 度把第三光學(xué)探測器或第二光學(xué)反射鏡切入測量光路?；蛘咭部梢栽诘诙显O(shè)置能繞 水平軸線轉(zhuǎn)動并與轉(zhuǎn)臂同步的第三轉(zhuǎn)軸，第三轉(zhuǎn)軸的一端與第三光學(xué)探測器相連；第三轉(zhuǎn) 軸和第二轉(zhuǎn)軸可并排設(shè)置，同時在第二基座上設(shè)置通過平移將第三光學(xué)探測器或第二光學(xué) 反射鏡切入測量光路的切換機構(gòu)。上述第三光學(xué)探測器在被切入測量光路后，光軸與轉(zhuǎn)動 中心線成一定夾角相交，第三光學(xué)探測器面對第一光學(xué)反射鏡，并且隨著測量中與第一光 學(xué)反射鏡的同步同軸轉(zhuǎn)動，始終以正方向接收來自被測光束并經(jīng)第一光學(xué)反射鏡反射的光 束。
通過第三光學(xué)探測器的設(shè)置可以實現(xiàn)第三種測量距離，并且通過使第三光學(xué)探測器與 第一光學(xué)反射鏡一起同步轉(zhuǎn)動，被測光束始終為零度角即法線方向入射第三光學(xué)探測器， 避免了光線斜入射和探測器開孔過大而引入雜散光帶來的測量誤差。
上述的同步反射分布光度計中包括第四光學(xué)探測器，第四光學(xué)探測器前設(shè)置第四遮光 筒，第四光學(xué)探測器的支架與第四遮光筒固定連接，用于支承第四光學(xué)探測器及其第四遮 光筒。支架同時與第四光學(xué)探測器的切入機構(gòu)相連接，切入機構(gòu)用于將第四光學(xué)探測器切 入或切出到測量光路。當(dāng)?shù)谒墓鈱W(xué)探測器切入測量光路時，第四光學(xué)探測器位于第二光學(xué) 反射鏡的前方很近的位置，并且第四光學(xué)探測器的受光面光軸與轉(zhuǎn)動中心線同軸。第四光 學(xué)探測器可實現(xiàn)的測量距離為從被測光源到第一光學(xué)反射鏡再到第二光學(xué)反射鏡最后到 達(dá)第四光學(xué)探測器的距離，但由于第四光學(xué)探測器到第二光學(xué)探測器之間的距離很近，使 用第四光學(xué)探測器僅需使用一個同步與轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，比第三探測器更容易實現(xiàn)。 上述的第四光學(xué)探測器的支架可以是獨立的，相應(yīng)的切入機構(gòu)可以是滑輪。為了使用方便， 上述的第四光學(xué)探測器的支架可與第二基座通過第四光學(xué)探測器的切入結(jié)構(gòu)相連接。此時 的切入機構(gòu)可以是一個旋轉(zhuǎn)裝置，通過旋轉(zhuǎn)與第二基座相連的支架將第四光學(xué)探測器切入 或切出光路。
上述的同步反射分布光度計中，在第一基座和第二基座之間可設(shè)置導(dǎo)軌，導(dǎo)軌可使第一光學(xué)探測器在第一基座和第二基座之間的轉(zhuǎn)動中心線上方便精確地移動以實現(xiàn)各種測 量距離。在本發(fā)明的同步反射分布光度計中，若第一光學(xué)探測器被懸掛在天花板上，則相 應(yīng)的導(dǎo)軌也設(shè)置在天花板上；若第一光學(xué)探測器通過支架設(shè)置在地面，則相應(yīng)的導(dǎo)軌也設(shè) 置在地面上。
上述的同步反射分布光度計中，在轉(zhuǎn)臂上設(shè)置光譜輻射計，光譜輻射計的光學(xué)取樣裝 置的光敏面正對被測光源。光譜輻射計是具有多通道探測單元(如CCD)的快速光譜輻射 計，通過轉(zhuǎn)臂繞被測光源的旋轉(zhuǎn)，快速光譜輻射計能測量被測光源的空間光色分布，提供 更為全面準(zhǔn)確的被測光源空間輻射分布性能參數(shù)。
上述的同步反射分布光度計的第一光學(xué)探測器，第二光學(xué)探測器和第三光學(xué)探測器 (若同步反射分布光度計中設(shè)置第二光學(xué)探測器或第三光學(xué)探測器)的受光面前設(shè)置消雜 散光遮光筒，遮光筒內(nèi)設(shè)置若干光闌，光闌的中心開有通光孔，所述通光孔徑略大于被測 入射光束的孔徑，所謂被測入射光束的孔徑就是指被測光源最大尺寸邊緣所發(fā)出的到第一 光學(xué)接收器或第二光學(xué)接收器靈敏面最大尺寸邊緣的邊光所構(gòu)成的孔徑。特別值得注意的 是，第一光學(xué)探測器和第三光學(xué)探測器前的遮光筒應(yīng)該盡量長，以減少雜散光。
在上述的同步反射分布光度計的固定軸上設(shè)置第一激光器，其發(fā)出的激光束軸線與轉(zhuǎn) 動中心線重合；在轉(zhuǎn)臂上設(shè)置第二激光器，它發(fā)出的激光束軸線通過轉(zhuǎn)動中心線與被測光 源的垂直轉(zhuǎn)軸軸線的交點。通過這兩個激光器可以很準(zhǔn)確方便地調(diào)整同步反射分布光度計 的光路，并且可以方便對準(zhǔn)被測光源，使被測光源的光度中心位于同步反射分布光度計的 旋轉(zhuǎn)中心。
上述的同步反射分布光度計中所述的第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸由電機通過渦輪蝸桿減速 器或者齒輪減速器或者諧波減速機驅(qū)動；所述的垂直轉(zhuǎn)軸由電機通過渦輪蝸桿減速器或者 諧波減速器驅(qū)動。
上述的同步反射分布光度計中所述的固定軸導(dǎo)軌和滑塊組與燈臂聯(lián)接。具體地說，光 源支承軸的一端設(shè)置固定導(dǎo)軌(如燕尾導(dǎo)軌)，在導(dǎo)軌上設(shè)置滑塊，滑塊可由絲桿驅(qū)動， 滑塊與燈臂連接。絲桿推動滑塊和燈臂作相對于導(dǎo)軌和光源支承軸作上下運動，從而可以 方便地將被測光源的光度中心調(diào)節(jié)到與同步反射分布光度計的旋轉(zhuǎn)中心重合。
在上述的固定軸設(shè)置鎖定/松開機構(gòu)和驅(qū)動固定軸旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)，當(dāng)鎖定/松開機構(gòu)處于 松開狀態(tài)時，由固定軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動固定軸并帶動燈臂繞轉(zhuǎn)動中心線旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)過一定角度使得被測光源處于所要求的燃點狀態(tài)后，鎖定該鎖定/松開機構(gòu)，鎖定后，固定軸 又恢復(fù)固定狀態(tài)；上述的鎖定/松開機構(gòu)也可以是設(shè)置在燈臂上的，這種情況下，固定軸 始終固定，當(dāng)鎖定/松開機構(gòu)處于松開狀態(tài)時，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動燈臂繞水平軸線轉(zhuǎn)動， 使得被測光源處于所要求的燃點狀態(tài)后，鎖定該鎖定/松開機構(gòu)。
上述的同步反射分布光度計中在所述的垂直轉(zhuǎn)軸的輸出端上設(shè)置測角器，上述的同步 反射分布光度計的第一轉(zhuǎn)軸上也設(shè)置測角器。
上述同步反射分布光度計的固定軸的一端或整根軸為空心軸，被測光源的電源線、垂 直轉(zhuǎn)軸驅(qū)動電機控制線等設(shè)置在燈臂上的導(dǎo)線穿過空心的固定軸到達(dá)第一基座上。
上述的同步反射分布光度計，在所述的轉(zhuǎn)臂上設(shè)置無線發(fā)射接收裝置，可以用來控制 轉(zhuǎn)臂上的器件，并將所控制器件的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。該方法避免了大量使用電源線和信號線。
上述的同步反射分布光度計采用微電子線路、軟件、控制器和電腦等現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)對 整個系統(tǒng)的全面自動控制、測量信息顯示和記錄。
根據(jù)以上所述，本發(fā)明的有益效果是暗室占用空間小，光源高度穩(wěn)定，減小由兩面 光學(xué)反射鏡帶來的偏振，更好控制雜散光干擾，從而減小測量誤差，提高測量精度，通過 選用不同的光學(xué)探測器，.無需另行對準(zhǔn)儀器即可實現(xiàn)不同的測量臂長(測量距離)的測量> 大大增加了同步反射分布光度計的測量動態(tài)范圍。


附圖1為現(xiàn)有技術(shù)中心轉(zhuǎn)動反射鏡式分布光度計示意附圖2為現(xiàn)有技術(shù)圓周運動反射鏡式分布光度計示意附圖3為現(xiàn)有技術(shù)的一種同步反射分布光度計示意附圖4為本發(fā)明的一種實施例的示意附圖5為圖4中I部分的局部放大附圖6為本發(fā)明的另一種實施例的示意附圖7為本發(fā)明的第三種實施例的第二基座示意附圖8為本發(fā)明的第四種實施例的示意附圖9為圖8中第四光學(xué)探測器安排的A向和B向示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體說明實施例1
如圖4和圖5所示的同步反射分布光度計設(shè)計方案原理圖，包括第一基座1和第二基 座2，第一基座1上設(shè)有水平轉(zhuǎn)動中心線3，在第一基座1上與轉(zhuǎn)動中心線3同軸設(shè)有固 定軸4，燈臂5—端與固定軸4相連，燈臂5的另一端設(shè)有被測光源6的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置8， 使被測光源6繞垂直轉(zhuǎn)軸7旋轉(zhuǎn)，垂直轉(zhuǎn)軸7的軸線與轉(zhuǎn)動中心線3垂直相交，固定軸4 通過外套軸承設(shè)有可繞轉(zhuǎn)動中心線3轉(zhuǎn)動的第一轉(zhuǎn)軸9，第一轉(zhuǎn)軸9再通過外套軸承與固 定于第一基座1的軸形支承座23相連，第一轉(zhuǎn)軸9 一端剛性連接轉(zhuǎn)臂10，第一光學(xué)反射 鏡11安裝在轉(zhuǎn)臂10的一端。第二基座2上設(shè)置有與轉(zhuǎn)動中心線3同軸并與第一轉(zhuǎn)軸9同 步旋轉(zhuǎn)的第二轉(zhuǎn)軸30，第二轉(zhuǎn)軸30的一端固定連接鏡架36，鏡架36的另一端固定有第 二光學(xué)反射鏡12，第二光學(xué)反射鏡12與轉(zhuǎn)動中心線3成一定角度相交。兩根涂黑的扁鋼 29 —端與天花板上的導(dǎo)軌50相連，懸吊起第一光學(xué)探測器13前側(cè)的第一遮光筒19，第 一光學(xué)探測器13面向第二光學(xué)反射鏡12固定設(shè)置，第一光學(xué)探測器13的光軸與轉(zhuǎn)動中 心線3同軸。第一光學(xué)反射鏡11把來自被測光源6的光束反射到同步與第一光學(xué)反射鏡 11旋轉(zhuǎn)的第二光學(xué)反射鏡12上，經(jīng)第二光學(xué)反射鏡12再次反射后的光線正入射到第一光 學(xué)探測器13的受光面中心。在測量過程中，.第一光學(xué)反射鏡11和第二光學(xué)反射鏡12同 步同方向旋轉(zhuǎn)，將被測光源6的光束始終以零度角正入射到第一光學(xué)探測器13中。
在轉(zhuǎn)臂10上，第一光學(xué)反射鏡11的對面設(shè)置第二光學(xué)探測器14，第二光學(xué)探測器 14正對被測光源，第二光學(xué)探測器14的光軸與轉(zhuǎn)動中心線相交且垂直。在使用第二光學(xué) 探測器14時，用不反光的黑絨布將第一光學(xué)反射鏡11和第二光學(xué)反射鏡12罩起來，第 二光學(xué)探測器14直接接收來自被測光源6的光束。
圖例中，第二光學(xué)探測器14 一側(cè)的轉(zhuǎn)臂10上設(shè)置有用于平衡轉(zhuǎn)臂10力矩的配重塊 32。第二光學(xué)探測器14的受光面前側(cè)設(shè)有消雜散光第二遮光筒59。第一光學(xué)探測器13和 第二光學(xué)探測器14前的遮光筒19， 19內(nèi)設(shè)有若干光闌20，光闌20中心的通光孔略大于 最大被測光源6的入射光束的孔徑。第一光學(xué)探測器13和第二光學(xué)探測器14為光度探測 器，并且第二光學(xué)探測器14的相對光譜靈敏度曲線與國際照明委員會規(guī)定的人眼視覺函 數(shù)曲線相符合；第一光學(xué)探測器13的相對光譜靈敏度曲線乘以第一光學(xué)反射鏡11的光譜 反射率曲線再乘以第二光學(xué)反射鏡12的光譜反射率曲線所得的積的曲線作歸一化處理后， 與國際照明委員會規(guī)定的人眼視覺函數(shù)曲線相符合。在第一光學(xué)探測器13和第一基座1間設(shè)置與第一光學(xué)探測器固定連接的斗形吸光腔 26，斗形吸光腔26中心位于轉(zhuǎn)動中心線3上，開口面向第一基座l，且斗形吸光腔26大 小恰好擋住來自被測光源6直射到第二光學(xué)反射鏡12方向的光線束。
在第一基座l上，固定軸4是空心的。固定軸4的一端通過鎖定/松開機構(gòu)15， 16與 第一基座1聯(lián)接，該鎖定/松開機構(gòu)15， 16是由一個開口的圓孔15和鎖緊螺釘16組成， 用螺釘16實現(xiàn)鎖定或松開，處于松開狀態(tài)時可使燈臂5繞水平軸線轉(zhuǎn)動，固定軸4套在 蝸輪蝸桿28空心輸出軸中，由渦輪蝸桿28驅(qū)動，并帶動燈臂5旋轉(zhuǎn)。固定軸4的一端設(shè) 置燕尾導(dǎo)軌21，在導(dǎo)軌21上設(shè)置滑塊22，滑塊22由電機35帶動絲桿驅(qū)動，并與燈臂5 一端固定連接。燈臂5上的被測光源6旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置8為帶諧波減速器的伺服電機，且垂 直轉(zhuǎn)軸7的輸出端上設(shè)置垂直轉(zhuǎn)軸測角器27。燈臂上的被測光源電源線以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置 8信號線通過空心固定軸4達(dá)到第一基座1。
外套在固定軸4的第一轉(zhuǎn)軸9 一端與伺服電機驅(qū)動的蝸輪蝸桿減速裝置34的輸出軸 連接，且在第一轉(zhuǎn)軸9上設(shè)置測角編碼器24，第一轉(zhuǎn)軸9的另一端與轉(zhuǎn)臂10連接。在第 一轉(zhuǎn)軸9與轉(zhuǎn)臂10連接的一端設(shè)置導(dǎo)電滑環(huán)25，轉(zhuǎn)臂10上的第二光學(xué)探測器14的電源 線和信號線37通過導(dǎo)電滑環(huán)25到達(dá)固定軸4的空心軸中通向第一基座1 (如圖5所示)。 上述第二基座2上的第二轉(zhuǎn)軸由帶諧波減速機的電機驅(qū)動。
在固定軸4上設(shè)置第一激光器17，其發(fā)出的激光束軸線與轉(zhuǎn)動中心線3重合。在轉(zhuǎn)臂 10上設(shè)置第二激光器18，第二激光器18的激光束軸線通過轉(zhuǎn)動中心線3與被測光源6的 垂直轉(zhuǎn)軸7軸線的交點。第二激光器18所發(fā)出的激光束為正交十字形激光束。
利用第一激光器17和第二激光器18調(diào)整光路并實現(xiàn)被測光源6的對準(zhǔn)。被測光源6 的光度中心應(yīng)該位于第一激光器17和第二激光器18的激光束交點位置，通過導(dǎo)軌21和 滑塊組22來調(diào)節(jié)被測光源6的垂直位置，利用固定軸4上的鎖定/松開機構(gòu)15， 16和渦 輪蝸桿28來調(diào)節(jié)被測光源6的安裝狀態(tài)，使其處于所要求的燃點狀態(tài)。
在兩基座距離、第一光學(xué)反射鏡ll、第二光學(xué)反射鏡12、第一光學(xué)探測器13以及第 二光學(xué)探測器18的位置和復(fù)位狀態(tài)下的姿態(tài)確定后，無需另行調(diào)節(jié)該同步反射分布光度 計可以實現(xiàn)兩種測量臂長(測量距離)。 一是被測光源6的光束經(jīng)過第一光學(xué)反射鏡11和 第二光學(xué)反射鏡12后正入射第一光學(xué)探測器13所經(jīng)過的光程；在使用第一光學(xué)探測器13 時，第一轉(zhuǎn)軸9和第二轉(zhuǎn)軸30同步轉(zhuǎn)動，將被測光源6的測量光束始終以正方向入射帶第一光學(xué)探測器13，測量平面內(nèi)各角度的光度值。第二種測量距離為被測光源6的光線 直接正入射第二光學(xué)探測器14所經(jīng)過的光程，第二光學(xué)探測器14工作時，須將第一光學(xué) 反射鏡11和第二光學(xué)反射鏡12用消雜散光效果優(yōu)良的黑布包裹或其它擋光物蓋起來，通 過轉(zhuǎn)臂10轉(zhuǎn)動，第二光學(xué)探測器14接收被測光源6在不同角度方向上的光線束，使用第 二光學(xué)探測器14可以測量小尺寸光源或燈具的空間光強分布，第二光學(xué)探測器14還可以 以極高的精度實現(xiàn)各種光源和燈具的總光通量測量。通過導(dǎo)軌50調(diào)節(jié)第一光學(xué)探測器13 在第一基座和第二基座之間的距離，可以實現(xiàn)更多的測量距離。轉(zhuǎn)臂10和第二光學(xué)反射 鏡14 (第一光學(xué)探測器13工作時使用)繞被測光源6旋轉(zhuǎn)±180° (或0 360° )，被測 光源6繞垂直轉(zhuǎn)軸7自身旋轉(zhuǎn)±180° (或0 360° )，可量得被測光源6在各個空間方向 上的光分布，測量精確且快捷。
本發(fā)明采用微電子線路、軟件、控制器和電腦等現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)對同步反射分布光度計 的全面自動控制、測量信息顯示和記錄。
實施例2:
在圖6所示的另一個實施例中，除了實施例l所述的系統(tǒng)外，在第二基座2上還設(shè)置 有第三光學(xué)探測器39。第三光學(xué)探測器39與第二光學(xué)反射鏡12分別設(shè)置于第二轉(zhuǎn)軸30 的兩端，同時在第二基座2上還包括旋轉(zhuǎn)切換機構(gòu)40，切換機構(gòu)40的轉(zhuǎn)動軸線與轉(zhuǎn)動中 心線3垂直相交。通過切換機構(gòu)40，可方便地將第三光學(xué)探測器39或第二光學(xué)反射鏡12 切入到測量光路。當(dāng)把第二光學(xué)反射鏡12切入到測量光路時，第二光學(xué)反射鏡12的位置、 姿態(tài)以及實現(xiàn)的功能與實施例1中所述的一致。第三光學(xué)探測器39的光軸與轉(zhuǎn)動中心線3 成一定角度相交，交點位于第三光學(xué)探測器39光敏面的中心，當(dāng)切換機構(gòu)40將第三光學(xué) 探測器39切入光路后，第三光學(xué)探測器39光敏面光軸與轉(zhuǎn)動中心線3之間的夾角可以通 過一個角度調(diào)節(jié)裝置42調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后的角度使來自被測光源并經(jīng)第一光學(xué)反射鏡11反射 的光束正入射第三光學(xué)探測器39。
第三光學(xué)探測器39的受光面前設(shè)置有長第三遮光筒60，第三遮光筒內(nèi)設(shè)有若干光闌 20，光闌20的中心開有通光孔，所述通光孔略大于被測入射光束的邊光孔徑。
在兩基座1， 2定位且第一光學(xué)反射鏡11、第二光學(xué)反射鏡12、第一光學(xué)探測器13、 第二光學(xué)探測器18以及第三光學(xué)探測器39的位置和姿態(tài)確定后，無需另行調(diào)節(jié)該同步反 射分布光度計可以實現(xiàn)三種測量臂長(測量距離)。第一和第二種測量如實施例1所示，第三種測量距離為被測光源6的光線經(jīng)過第一光學(xué)反射鏡11到達(dá)第三光學(xué)探測器39的光 程。在第三種測量距離下，第三光學(xué)探測器39與轉(zhuǎn)臂同步轉(zhuǎn)動，被測光源繞垂直轉(zhuǎn)軸7 旋轉(zhuǎn)，測量各角度方向上被測光源的光強。 實施例3:
實施例3與實施例2在第一基座1上的安排一致，但第二基座2上的安排與實施例1 和實施例2有所區(qū)別，如圖7所示。在圖7中，除了實施例1中所述的第二轉(zhuǎn)軸和第二光 學(xué)反射鏡12夕卜，第二基座2上還固定有第三轉(zhuǎn)軸31和與第三轉(zhuǎn)軸31相連的第三光學(xué)探 測器39，以及第二光學(xué)反射鏡12和第三光學(xué)探測器39的切換機構(gòu)40。第二光學(xué)反射鏡 12和第三光學(xué)探測器39并排設(shè)置，相應(yīng)的切換機構(gòu)40是一個導(dǎo)軌，第二基座2在導(dǎo)軌上 滑動，將第二光學(xué)反射鏡12或第三光學(xué)探測器39切入測量光路。當(dāng)把第二光學(xué)反射鏡12 切入到測量光路時，第二光學(xué)反射鏡12的位置、姿態(tài)以及實現(xiàn)的功能與實施例1中所述 的一致。
第三轉(zhuǎn)軸31被由電機帶動的減速機所驅(qū)動，并且第三轉(zhuǎn)軸31可以使第三光學(xué)探測器 39繞水平軸線53與轉(zhuǎn)臂同步旋轉(zhuǎn)，第三光學(xué)探測器39的光軸與水平軸線53成一定夾角 相交，當(dāng)切換機構(gòu)40將第三光學(xué)探測器39切入光路后，水平軸線53與轉(zhuǎn)動中心線3重 合，第三光學(xué)探測器39光軸與轉(zhuǎn)動中心線3之間的夾角可以通過一個角度調(diào)節(jié)裝置42調(diào) 節(jié)，調(diào)節(jié)后的角度使來自被測光源并經(jīng)第一光學(xué)反射鏡11反射的光束正入射第三光學(xué)探 測器39。
第三光學(xué)探測器39的受光面前設(shè)置有長第三遮光筒60，第三遮光筒60內(nèi)設(shè)有若干光 闌20，光闌20的中心開有通光孔，所述通光孔略大于被測入射光束的邊光孔徑。
在兩基座1, 2定位且第一光學(xué)反射鏡11、第二光學(xué)反射鏡12、第一光學(xué)探測器13、 第二光學(xué)探測器18以及第三光學(xué)探測器39的位置和姿態(tài)確定后，無需另行調(diào)節(jié)該同步反 射分布光度計可以實現(xiàn)三種測量臂長(測量距離)。第一和第二種測量如實施例1所示， 第三種測量距離為被測光源6的光線經(jīng)過第一光學(xué)反射鏡11到達(dá)第三光學(xué)探測器39的光 程。在第三種測量距離下，第三光學(xué)探測器39與轉(zhuǎn)臂同步轉(zhuǎn)動，被測光源繞垂直轉(zhuǎn)軸7 旋轉(zhuǎn)，測量個角度方向上被測光源的光強。
實施例4:
實施例4與實施例1在第一基座1上的安排一致，但第二基座2上的安排與實施例1有所區(qū)別，如圖8所示。同步反射分布光度計系統(tǒng)中包括第四光學(xué)探測器45，第四光學(xué)探 測器45前設(shè)置有第四遮光筒48，第四光學(xué)探測器45的支架46通過第四遮光筒48固定起 第四光學(xué)探測器45及第四遮光筒48。支架46通過旋轉(zhuǎn)裝置47與第二基座2相連，通過 旋轉(zhuǎn)裝置47可方便地將第四光學(xué)探測器45切入或切出。當(dāng)被切入光路中時，第四光學(xué)探 測器45面對第二光學(xué)反射鏡12，第四光學(xué)探測器45的光軸與轉(zhuǎn)動中心線3重合。第四光 學(xué)探測器45的支架在圖8中的A方向(俯視)示意圖和B方向示意圖見圖9，為避免擋光， 第四光學(xué)探測器45是由支架懸掛起來的。
在兩基座1,2定位且第一光學(xué)反射鏡11、第二光學(xué)反射鏡12、第一光學(xué)探測器13、 第二光學(xué)探測器18以及第四光學(xué)探測器39的位置和姿態(tài)確定后，無需另行調(diào)節(jié)該同步反 射分布光度計可以實現(xiàn)三種測量臂長(測量距離)。第一和第二種測量如實施例1所示， 第三種測量距離為被測光源6的光線經(jīng)過第一光學(xué)反射鏡11到達(dá)第四光學(xué)探測器45的光 程。在該測量距離下，第四光學(xué)探測器45固定不動，第一光學(xué)反射鏡ll和第二光學(xué)反射 鏡12同步繞被測光源6旋轉(zhuǎn)，被測光源6繞垂直轉(zhuǎn)軸7旋轉(zhuǎn)，測量個角度方向上被測光 源的光強。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明的構(gòu)思作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域 的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例作各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代， 但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種同步反射分布光度計，包括第一基座(1)和第二基座(2)；第一基座(1)上設(shè)有水平的轉(zhuǎn)動中心線(3)，在第一基座(1)上與轉(zhuǎn)動中心線(3)同軸設(shè)有固定軸(4)，燈臂(5)一端與固定軸(4)相連，燈臂(5)的另一端設(shè)有用于連接被測光源(6)的垂直轉(zhuǎn)軸(7)，在第一基座(1)上設(shè)有繞水平轉(zhuǎn)動中心線(3)旋轉(zhuǎn)的第一轉(zhuǎn)軸(9)，第一轉(zhuǎn)軸(9)一端固定連接轉(zhuǎn)臂(10)，第一光學(xué)反射鏡(11)安裝在轉(zhuǎn)臂(10)的一端，第二基座(2)上設(shè)置有與轉(zhuǎn)動中心線(3)同軸并與第一轉(zhuǎn)軸(9)同步旋轉(zhuǎn)的第二轉(zhuǎn)軸(30)；其特征在于第二轉(zhuǎn)軸(30)的一端與鏡架(36)的一端固定連接，鏡架(36)的另一端與第二光學(xué)反射鏡(12)連接，第二光學(xué)反射鏡(12)與轉(zhuǎn)動中心線(3)成一定角度相交；第二光學(xué)反射鏡(12)的對面設(shè)置有第一光學(xué)探測器(13)，第一光學(xué)探測器(13)的光軸與轉(zhuǎn)動中心線(3)同軸；第一光學(xué)反射鏡(11)，第二光學(xué)反射鏡(12)和第一光學(xué)探測器(13)處于如下位置關(guān)系來自被測光源(6)并入射到第一光學(xué)反射鏡(11)的光束被第一光學(xué)反射鏡(11)反射后入射到第二光學(xué)反射鏡(12)，該光束再經(jīng)第二光學(xué)反射鏡(12)反射后入射到第一光學(xué)探測器(13)的受光面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同步反射分布光度計，其特征在于在轉(zhuǎn)臂(10)上設(shè)置 第二光學(xué)探測器(14)，第二光學(xué)探測器(14)正對被測光源(6)，第二光學(xué)探測器(14)的 光軸與轉(zhuǎn)動中心線(3)相交且垂直。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的同步反射分布光度計，其特征在于所述的第一光 學(xué)探測器(13)的受光面前設(shè)置第一遮光筒(19)，第一光學(xué)探測器(13)通過第一遮光筒 (19)支承；第一遮光筒(19)懸掛于天花板，或者第一遮光筒(19)通過支承臂與燈臂(5) 連接，或者第一遮光筒(19)由立于地面的支架支撐。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的同步反射分布光度計，其特征在于:在第二轉(zhuǎn)軸(30) 的另一端連接有第三光學(xué)探測器(39)，在第二基座上設(shè)置能將第三光學(xué)探測器(39)移離 測量光路、并將第二光學(xué)反射鏡(12)切入測量光路或者將第二光學(xué)反射鏡(12)切入測量 光路、并將第三光學(xué)探測器(39)移離測量光路的旋轉(zhuǎn)切換機構(gòu)(40)，旋轉(zhuǎn)切換機構(gòu)(40) 的轉(zhuǎn)動軸線與第二轉(zhuǎn)軸(30)軸線垂直相交;所述的第三光學(xué)探測器(39)的光軸與轉(zhuǎn)動中 心線(3)成一定夾角相交；通過切換機構(gòu)(40)切入且就位后的第三光學(xué)探測器(39)的受光面正對來自被測光源(6)并經(jīng)第一光學(xué)反射鏡(11)反射的光束。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的同步反射分布光度計，其特征在于在所述的第二基座(2)上設(shè)置能繞水平軸線(53)轉(zhuǎn)動并與轉(zhuǎn)臂同步的第三轉(zhuǎn)軸(31),第三轉(zhuǎn)軸(31)的 一端與第三光學(xué)探測器(39)相連；第二基座(2)上還設(shè)置能將第三光學(xué)探測器(39)移離 測量光路、并將第二光學(xué)反射鏡(12)切入測量光路或者將第二光學(xué)反射鏡(12)切入測量 光路、并將第三光學(xué)探測器(39)移離測量光路的切換機構(gòu)(40)，所述的第三光學(xué)探測器 (39)的光軸與第三轉(zhuǎn)軸(31)的旋轉(zhuǎn)水平軸線(53)成一定夾角相交；通過切換機構(gòu)(40) 切入第三光學(xué)探測器(39)后的水平軸線(53)與轉(zhuǎn)動中心線(3)重合，所述的第三光學(xué)探 測器(39)面對第一光學(xué)反射鏡(11)，并正對來自被測光源(6)并經(jīng)第一光學(xué)反射鏡(11) 反射的光束。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的同步反射分布光度計，其特征在于在第二光學(xué)反 射鏡(12)前面設(shè)置第四光學(xué)探測器(45)，所述第四光學(xué)探測器(45)的受光面前安裝第四 遮光筒(48)，所述第四遮光筒(48)與支架(46)相連，所述支架(46)與可將第四光學(xué) 探測器(45)切入或切出測量光路的切入機構(gòu)(47)連接，當(dāng)切入機構(gòu)(47)將第四光學(xué)探測 器(45)切入測量光路時，第四光學(xué)探測器(45)處于第二光學(xué)反射鏡(12)前較近的位置， 并且第四光學(xué)探測器(45)的受光面光軸與轉(zhuǎn)動中心線(3)同軸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的同步反射分布光度計，其特征在于所述切入機構(gòu)(47) 固定在第二基座(2)上，所述的第四光學(xué)探測器(45)的支架(46)是獨立的，所述的切入 機構(gòu)(47)為支架(46)底部的滑輪。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同步反射分布光度計，其特征在于在第一基座和第二 基座之間設(shè)置使第一光學(xué)探測器(13)在第一基座和第二基座之間的轉(zhuǎn)動中心線(3)上 移動的導(dǎo)軌(50)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的同步反射分布光度計，其特征在于所述的第二光學(xué)探 測器(14)的受光面前設(shè)置第二遮光筒(59)，所述的第三光學(xué)探測器(39)的受光面前設(shè)有 第三遮光筒(60)，遮光筒(59， 60)內(nèi)設(shè)置若干消雜光光闌(20)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的同步反射分布光度計，其特征在于在轉(zhuǎn)動中心線 (3)上，第一光學(xué)探測器(13)與被測光源(6)之間設(shè)置吸光錐(26)，吸光錐(26)的開口面 向被測光源的方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的同步反射分布光度計，其特征在于在所述的轉(zhuǎn)臂 (10)上設(shè)置光譜輻射計，光譜輻射計的光學(xué)取樣裝置的光敏面正對被測光源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同步反射分布光度計。包括兩個獨立基座，被測光源與第一基座連接并且繞垂直軸轉(zhuǎn)動，在第一基座上設(shè)置繞被測光源旋轉(zhuǎn)的第一光學(xué)反射鏡。第二基座上設(shè)置與第一光學(xué)反射鏡同步同軸旋轉(zhuǎn)的第二光學(xué)反射鏡，第一光學(xué)探測器的光軸與轉(zhuǎn)動中心線同軸，在測量中固定不動。第一光學(xué)反射鏡把被測光源發(fā)出的光束反射到遠(yuǎn)處的第二光學(xué)反射鏡，經(jīng)第二光學(xué)反射鏡反射后光束正入射到第一光學(xué)探測器。本發(fā)明的同步反射分布光度計除了減小暗室空間，使光源高度穩(wěn)定外，由于光束入射角較小，由第二光學(xué)反射鏡帶來偏振誤差明顯減少，降低了現(xiàn)有同步反射分布光度計中由偏振帶來的測量誤差；同時第一光學(xué)探測器背對被測光源設(shè)置，方便限制雜散光干擾；通過移動第一光學(xué)探測器的位置或選用不同的光學(xué)探測器，無需另行對準(zhǔn)即可實現(xiàn)各種不同的測量。
文檔編號G01J1/04GK101592519SQ200810061698
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者潘建根 申請人:杭州遠(yuǎn)方光電信息有限公司