[发明专利]一种分布光度计

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种光和辐射的测量仪器，主要用于各种尺寸的室内灯、道路灯、投光灯、汽车灯等各类光源和灯具在各个方向上光强分布(或配光性能)测量，以及光源和灯具的光通量测量。

【背景技术】

分布光度计一般用照度测量和照度距离平方反比定律来实现光源或灯具的光强分布测量，为满足照度距离平方反比定律，探测器与被测光源间的光路距离必须足够长，以使在探测器位置可将被测光源近似看作是点光源。同时，要实现精确测量，分布光度计又必须保持被测光源稳定工作，尽量使被测光源的燃点姿态不变。转镜式分布光度计利用旋转的反射镜将被测光源的测量光束反射到探测器上，能够较好地实现上述测量条件，被国际照明委员会(CIE)推荐广泛应用于各种光源和灯具的光强分布测量。

传统的转镜式分布光度计有三种典型的类型。

一种是中心旋转反射镜式分布光度计100，如图1所示，该类方案的分布光度计中的旋转反射镜102处于转动中心，在测量中旋转反射镜102和转臂105绕主轴线103旋转，而夹持的被测光源104的灯臂108与转臂105相连，绕反射镜102转动，同时灯臂105须向相反方向绕辅助轴109同步旋转，以保持被测光源104的燃点姿态不变，旋转反射镜102将来自被测光源104的光束反射到固定设置在第二基座111上的探测器106；被测光源104可绕自身垂直轴转动，以切换不同的测量平面。

另一种是圆周运动反射镜式分布光度计200，如图2所示，该方案的分布光度计中，第一基座201上的第一转臂205绕主轴线203转动，旋转反射镜102安装在第一转臂201的一端；由灯臂208夹持被测光源206位于主轴线203上，旋转反射镜202绕被测光源204旋转，把被测光源204所发出的光经旋转反射镜202反射到设置在第二基座211上的探测器206上；探测器206可以是固定不动的，此时探测器206的光轴与主轴线203重合；或者探测器206也可以与第二旋转驱动机构117相连接，与反射镜同步同轴转动，此时探测器206的光轴与主轴线203成一定夹角设置，使得来自旋转反射镜的光束正入射探测器206；被测光源104可绕自身垂直轴转动，以切换不同的测量平面。

第三种是离心式圆周运动反射镜式分布光度计300，如图3所示，该类方案的分布光度计中的旋转反射镜302和被测光源304都不处于转动中心，而是位于绕主轴线303转动的转臂305的两端，灯臂308与转臂305相连，同时灯臂305须向相反方向绕辅助轴109同步旋转，以保持被测光源304的燃点姿态不变，在测量中，旋转反射镜102和被测光源304都绕主轴线旋转，旋转反射镜302将来自被测光源304的光束反射到第二基座311上的探测器306；被测光源304可绕自身垂直轴转动，以切换不同的测量平面。

由于上述三种分布光度计所存在的一些缺陷，最近发明了同步反射分布光度计，双镜分布光度计为典型的同步反射分布光度计。在图4所示的固定反光镜型双镜分布光度计方案中，第一基座401上的第一转臂405绕主轴线转动，第一转臂405上安装有第一反射镜402和第一探测器410；被测光源404处于作圆周运动的第一反射镜402的主轴线上，并且被测光源404可绕自身垂直轴旋转；第二反射镜422固定设置在第二基座311上，主轴线通过第二反射镜的中心；被测光源404的光经第一反射镜402和第二反射镜422反射的光束入射到同步旋转的探测器410上。同步反射分布光度计能够有效能减少暗室占地，保持光源稳定，减少杂散光干扰。

上述几种转镜式分布光度计被广泛应用于工业和实验室的同时值得注意的是，CIE的技术文件中还提出，使用转镜式分布光度计时应注意反射镜的偏振所带来的误差。反射镜由于以下原因会带来偏振问题，并影响测量结果。

以入射光和反射镜的法线所组成的平面为入射平面。任意一束入射光可以分解为垂直入射面方向振动的光(s波)和平行于入射面方向振动的光(p波)，在光线发生镜面反射后，反射光的光强由下式表示：

I_m＝I_p·ρ_p(θ)+I_s·ρ_s(θ)