[发明专利]一种光度测量方法及可旋转的光度测量积分球装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光度测量方法及可旋转的光度测量积分球装置，属于光学测量装置技术领域。

背景技术

积分球是一种中空的球体，内壁涂有白色、均匀的漫反射层，对各种波长的入射光线具有高反射比，可对放置于其内部球心或球壁窗口上的光源进行光收集，通过球壁内表面多次漫射，在球壁上某一个位置测量光照信号，来测量光源的光通量或辐通量或光谱、色度等参数。因此被广泛用于各种光源、灯具测试，以及显示屏测试等，是光学测量领域的一种常用装置。

传统积分球由对称的两个半球体组合而成，在球壁上开孔用于安装光电探测器，测试灯安装在位于球心的灯架上，这种结构也称中心安装法或4π法结构。测试时为了装取灯，积分球的半个球壁可以打开。

另一种积分球称为侧面安装法或2π法结构，在球壁上除探测口外，至少还有一个开口用于安装测试灯或灯具，测量的光束从该窗口投射到积分球内，通常该出口处于积分球的侧面，开口面的法线处于水平方向，也有一些球体的测试灯或灯具的开口处于球体的顶部，灯具发光向下投射到积分球内。

也有一种积分球是可旋转的，正常工作时积分球是封闭的中空球体，通过两侧的旋转轴与支架连接，在球体的顶部有一开口用于安装灯或灯具，在球壁侧面有一隘口用于安装光电测量光纤或探头。尽管这种旋转积分球也能实现不同方向的测量目的，但存在以下不足：

1.侧面开口上安装的光纤和光电探测器会随着积分球旋转而改变位置和朝向，而光纤绕动或光电探测器和位置及方向改变都会明显影响测量精度。

2.测量灯的电源线及探测器引线均外露在球体的外表面，安全性和美观度不好。

3.不能同时实现2π和4π两种测量方法。

发明内容

为了实现被测发光体在不同安装角度下的准确测量，本发明提供了一种光度测量方法及可旋转的光度测量积分球装置，其测光口固定，且可同时实现2π和4π两种测量方法。本结构可以减少外部的干扰因素，结构更加稳固，测量更加精确。

本发明的技术方案：一种光度测量方法，其特点是：以两个小于整个球体一半的小半球球壳和中间连接框体构成的中空球体作为积分球进行光度测量，所述积分球的中间连接框体两侧设置有旋转轴，从而使积分球旋转到任意倾角，使测量灯或灯具的发光方向处于任意角度（朝下、一定的倾角及朝上等）位置，适用于不同安装方式的灯或灯具的光通量或辐通量或光谱、色度等参数的测试。

上述的光度测量方法中，积分球的光信号探测口设置在中间连接框体上，并且位于旋转轴线上。探测装置与光信号探测口相配合安装，使探测装置与支架相对静止。方便光电探测器或光纤的安装，探测装置位置固定，测量精度高。

前述的光度测量方法中，所述积分球有两种测试灯或灯具的安装方法：一种是中心安装法，积分球其中的一小半球球壳可绕着一固定轴旋转打开；球内有一装灯或灯具的连接杆，连接杆靠近球心的一端上可安装测量的灯或灯具；另一种是侧面安装法，在积分球的中间连接框体的顶面或底面的球壁上开有测试口，测量的灯或灯具安装于该球壁开口上，测量灯或灯具的发光朝向球内。当积分球旋转到不同角度时，测试灯可以处于不同的朝向方位进行测量。符合灯或灯具的测量要求。因此所述积分球既能实现2π法测量又能实现4π法测量，应用对象更广泛。

实现上述方法的一种可旋转的光度测量积分球装置，包括积分球、旋转轴、旋转驱动装置和支架，其特点是：所述积分球为内表面为球面的中空球体，包括两个小于整个球体一半的小半球球壳和位于两个小半球球壳之间的中间连接框体。两个小半球球壳和中间连接框体可以做成分体式连接结构，也可以做成一体式结构。所述积分球的中间连接框体两侧设有旋转轴，旋转轴至少有一侧与旋转驱动装置相连，使积分球可以绕旋转轴的轴线旋转，旋转轴固定在支架上。所述的中间连接框体的设置可以避免被测灯或灯具的第一次反射发生在积分球接缝处而影响测量精度，所述的中间连接框体的内侧球面与外侧球面之间是空腔，可以用于安装摄像头以监测球内灯的发光状态，以及安装对中激光装置等附属装置，也可方便球壁上的测试灯、探测器等电缆线的布置。而且通过中间连接框体的结构可以加强球体的强度。上述的可旋转的光度测量积分球装置中，所述积分球的两侧设有旋转轴，至少一侧的旋转轴与旋转驱动装置相连，使积分球可以绕旋转轴的轴线旋转。满足不同安装条件的灯或灯具测试。旋转驱动装置上有锁定装置，使积分球旋转到一定角度后锁紧固定，始终保持球体的密封性和安全性，保证测量的精度。