專利名稱：一種分布光度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種分布光度計(jì)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光和輻射的測量儀器，主要用于各種尺寸的室內(nèi)燈、道路燈、 投光燈、汽車燈等各類光源和燈具在各個方向上光強(qiáng)分布(或配光性能)測量，以及光 源和燈具的光通量測量。背景技術(shù)：
分布光度計(jì)一般用照度測量和照度距離平方反比定律來實(shí)現(xiàn)光源或燈具的光強(qiáng)分布 測量，為滿足照度距離平方反比定律，探測器與被測光源間的光路距離必須足夠長，以 使在探測器位置可將被測光源近似看作是點(diǎn)光源。同時，要實(shí)現(xiàn)精確測量，分布光度計(jì) 又必須保持被測光源穩(wěn)定工作，盡量使被測光源的燃點(diǎn)姿態(tài)不變。轉(zhuǎn)鏡式分布光度計(jì)利 用旋轉(zhuǎn)的反射鏡將被測光源的測量光束反射到探測器上，能夠較好地實(shí)現(xiàn)上述測量條件， 被國際照明委員會(CIE)推薦廣泛應(yīng)用于各種光源和燈具的光強(qiáng)分布測量。
傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)鏡式分布光度計(jì)有三種典型的類型。
一種是中心旋轉(zhuǎn)反射鏡式分布光度計(jì)100，如圖1所示，該類方案的分布光度計(jì)中的 旋轉(zhuǎn)反射鏡102處于轉(zhuǎn)動中心，在測量中旋轉(zhuǎn)反射鏡102和轉(zhuǎn)臂105繞主軸線103旋轉(zhuǎn)， 而夾持的被測光源104的燈臂108與轉(zhuǎn)臂105相連，繞反射鏡102轉(zhuǎn)動，同時燈臂105 須向相反方向繞輔助軸109同步旋轉(zhuǎn)，以保持被測光源104的燃點(diǎn)姿態(tài)不變，旋轉(zhuǎn)反射 鏡102將來自被測光源104的光束反射到固定設(shè)置在第二基座111上的探測器106;被測 光源104可繞自身垂直軸轉(zhuǎn)動，以切換不同的測量平面。
另一種是圓周運(yùn)動反射鏡式分布光度計(jì)200，如圖2所示，該方案的分布光度計(jì)中， 第一基座201上的第一轉(zhuǎn)臂205繞主軸線203轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)反射鏡102安裝在第一轉(zhuǎn)臂201 的一端；由燈臂208夾持被測光源206位于主軸線203上，旋轉(zhuǎn)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)旋轉(zhuǎn)反射鏡202反射到設(shè)置在第二基座211上的 探測器206上；探測器206可以是固定不動的，此時探測器206的光軸與主軸線203重 合；或者探測器206也可以與第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)117相連接，與反射鏡同步同軸轉(zhuǎn)動， 此時探測器206的光軸與主軸線203成一定夾角設(shè)置，使得來自旋轉(zhuǎn)反射鏡的光束正入 射探測器206;被測光源104可繞自身垂直軸轉(zhuǎn)動，以切換不同的測量平面。第三種是離心式圓周運(yùn)動反射鏡式分布光度計(jì)300，如圖3所示，該類方案的分布光 度計(jì)中的旋轉(zhuǎn)反射鏡302和被測光源304都不處于轉(zhuǎn)動中心，而是位于繞主軸線303轉(zhuǎn) 動的轉(zhuǎn)臂305的兩端，燈臂308與轉(zhuǎn)臂305相連，同時燈臂305須向相反方向繞輔助軸 109同步旋轉(zhuǎn)，以保持被測光源304的燃點(diǎn)姿態(tài)不變，在測量中，旋轉(zhuǎn)反射鏡102和被測 光源304都繞主軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)反射鏡302將來自被測光源304的光束反射到第二基座 311上的探測器306;被測光源304可繞自身垂直軸轉(zhuǎn)動，以切換不同的測量平面。
由于上述三種分布光度計(jì)所存在的一些缺陷，最近發(fā)明了同步反射分布光度計(jì)，雙 鏡分布光度計(jì)為典型的同步反射分布光度計(jì)。在圖4所示的固定反光鏡型雙鏡分布光度 計(jì)方案中，第一基座401上的第一轉(zhuǎn)臂405繞主軸線轉(zhuǎn)動，第一轉(zhuǎn)臂405上安裝有第一 反射鏡402和第一探測器410;被測光源404處于作圓周運(yùn)動的第一反射鏡402的主軸線 上，并且被測光源404可繞自身垂直軸旋轉(zhuǎn)；第二反射鏡422固定設(shè)置在第二基座311 上，主軸線通過第二反射鏡的中心；被測光源404的光經(jīng)第一反射鏡402和第二反射鏡 422反射的光束入射到同步旋轉(zhuǎn)的探測器410上。同步反射分布光度計(jì)能夠有效能減少暗 室占地，保持光源穩(wěn)定，減少雜散光干擾。
上述幾種轉(zhuǎn)鏡式分布光度計(jì)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室的同時值得注意的是，CIE 的技術(shù)文件中還提出，使用轉(zhuǎn)鏡式分布光度計(jì)時應(yīng)注意反射鏡的偏振所帶來的誤差。反 射鏡由于以下原因會帶來偏振問題，并影響測量結(jié)果。
以入射光和反射鏡的法線所組成的平面為入射平面。任意一束入射光可以分解為垂 直入射面方向振動的光(s波)和平行于入射面方向振動的光(p波)，在光線發(fā)生鏡面反 射后，反射光的光強(qiáng)由下式表示
由于通常p波和s波的反射率不相等，而且p波和s波的反射率之間的差值也會發(fā) 生變化，如圖4所示，因此反射光會發(fā)生一定的附加偏振。同時在一定角度下，以反射 光與入射光光強(qiáng)的比值為反射鏡組該光線的總反射率。由于自然入射光的P波和s波的 光強(qiáng)相等，反射鏡對自然光的總反射率可表示P波和S波反射率的算術(shù)平均值；而對于
偏振入射光，反射鏡的總反射率與偏振程度有關(guān)，表達(dá)要更為復(fù)雜。因此在現(xiàn)有的轉(zhuǎn)鏡 式分布光度計(jì)中，探測器所接收到的測量光束光強(qiáng)與被測光源的偏振有著很強(qiáng)的依賴性。 由于標(biāo)準(zhǔn)燈和被測光源以及各種光源或燈具的光束偏振狀態(tài)各不相同，轉(zhuǎn)鏡式分布光度 計(jì)中難以消除的反射鏡偏振問題可能會帶來相當(dāng)可觀的測量誤差。雖然CIE技術(shù)文件提出了轉(zhuǎn)鏡式分布光度計(jì)中的反射鏡偏振問題，但CIE技術(shù)文件
并沒有給出的具體辦法來消除或補(bǔ)償反射鏡偏振所帶來的測量誤差。
使用低偏振依賴性反射鏡是目前轉(zhuǎn)鏡式分布光度計(jì)中減小偏振誤差的唯一辦法，低 偏振依賴性反射鏡一般采用表面鍍膜的方法消偏，但這種方法一方面成本較高，另一方
面該方法只能在一定程度上減少上述鏡面反射帶來的偏振問題，反射鏡對P波和s波的 反射率差值依然存在，同時鍍膜消偏所適用的光譜波段較窄，而且對入射角度有所限制， 調(diào)整光線的入射角度將嚴(yán)重影響消偏效果。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型旨在提供一種分布光度計(jì)，能夠在保持轉(zhuǎn)鏡式分布光度計(jì)優(yōu)越性的同時， 方便、有效地消除反射鏡帶來的偏振問題，在空間任一方向上，被測光源發(fā)出的光和入 射探測器的光的偏振狀態(tài)一致，空間光強(qiáng)分布測量與被測光源的偏振狀態(tài)無關(guān)。
本實(shí)用新型的技術(shù)特征如下
一種分布光度計(jì)，包括燈臂、由燈臂支撐的被測光源和第一探測器，其特征在于 在分布光度計(jì)的被測光源到探測器之間的測量光路中包括由一面或一面以上起偏反射鏡 和一面或一面以上補(bǔ)償反射鏡組成的無偏振反射鏡的鏡組；從被測光源發(fā)出的空間某一 方向上的測量光束首先被第一起偏反射鏡反射，再經(jīng)鏡組中的其它所有反射鏡反射后入 射第一探測器；第一起偏反射鏡相對于被測光源作以被測光源為圓心的圓周運(yùn)動；同時 在測量時，鏡組中的起偏反射鏡的起偏入射平面和補(bǔ)償反射鏡的補(bǔ)償入射平面保持垂直， 所有起偏反射鏡的S波和p波反射率比的乘積與所有補(bǔ)償反射鏡的S波與p波反射率比 的乘積保持相等。
轉(zhuǎn)鏡式分布光度計(jì)中至少包括一面與第一基座相連的旋轉(zhuǎn)反射鏡(即第一起偏反射 鏡)，在同步反射分布光度計(jì)以及其它類型的轉(zhuǎn)鏡式分布光度計(jì)中可能包括兩面或更多的 反射鏡，若分布光度計(jì)中的每一面反射鏡所帶來的偏振都能被補(bǔ)償或抵消，則最后探測 器的接收光光強(qiáng)與被測光源的偏振狀態(tài)的依賴性無關(guān)或關(guān)聯(lián)較小，由偏振帶來的測量誤 差可以大大減小。本實(shí)用新型中的消偏振反射鏡鏡組提供了這樣一種補(bǔ)償或抵消現(xiàn)有轉(zhuǎn) 鏡式分布光度計(jì)中反射鏡引起的偏振問題的方法，可以使得經(jīng)過鏡組后的反射光的光強(qiáng) 與入射光的偏振狀態(tài)無關(guān)，且鏡組不會給反射光帶來附加偏振。
在本實(shí)用新型的分布光度計(jì)的光路中，上述消偏振反射鏡中可以單組鏡組使用也可 以一組以上的多組鏡組使用。以分布光度計(jì)中僅有一對由一面起偏反射鏡和一面補(bǔ)償反射鏡組成消偏振反射鏡鏡
組的情況來說明。在某一方向上，被測光源以光強(qiáng)I、入射角e,入射起偏反射鏡的光可
以分解為垂直于起偏入射平面的P波和平行于入射平面s波，其光強(qiáng)分別為Ip和Is，測
量光束經(jīng)過起偏反射鏡后的反射光強(qiáng)度i^為
W (《)+ ""《) (1)
其中，/v(《)為起偏反射鏡在入射角為0時的P波反射率，/v(《)為起偏反射鏡 在入射角為0時的s波反射率。下文中出現(xiàn)的^p(《)和 (《)與式(l)中所表示的意義 相同。
由于起偏反射鏡的入射平面與補(bǔ)償反射鏡的入射平面相互垂直，起偏反射鏡的反射 光中垂直于起偏入射平面的s波轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫杏谘a(bǔ)償入射平面的p波，起偏反射鏡反射光
中的P波轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪庇谘a(bǔ)償入射平面的S波，因而，入射角92入射補(bǔ)償反射鏡后的反射
光強(qiáng)度i^為
U = " (《)化的)+ /4 . (《) 的) (2)
式中，/^(&)為補(bǔ)償反射鏡在入射角為02時的P波反射率，/^(《)為補(bǔ)償反射鏡在 入射角為02時的s波反射率。下文中出現(xiàn)的 (《)和/^(《)與式(2)中所表示的意義 相同。
由于= 即/V(《)A應(yīng)H/V(《) 的)^
(3)
式中，c是一個常數(shù)。
經(jīng)過起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡所組成的消偏振反射鏡組后的反射光強(qiáng)度可表達(dá)為
/mA=(/p+/,).C (4)
最終入射探測器的光強(qiáng)/^與入射光的偏振狀態(tài)無關(guān)，并且鏡組也沒有給最終光線帶 來附加偏振。
如果在上述鏡組中的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡的光學(xué)性能相同，即在任意一個入射 角e下，均有
= (。=Pp的'~ = A, (0 = A的 (5)則只要保證補(bǔ)償反射鏡的光線入射角和起偏反射鏡的光線入射角相同，補(bǔ)償反射鏡 就能補(bǔ)償或抵消起偏反射鏡帶來的偏振問題，而不需要根據(jù)起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡的 反射率曲線計(jì)算補(bǔ)償反射鏡的入射角度。
若原有分布中包括兩面或更多的反射鏡，則為保持原有分布光度計(jì)的測量距離等基 本功能，本實(shí)用新型的分布光度計(jì)的測量光路中，可以使用一面或多面補(bǔ)償反射鏡與分 布光度計(jì)中的多個起偏反射鏡組成消偏振反射鏡鏡組，來補(bǔ)償或抵消多個起偏反射鏡的 偏振問題。當(dāng)鏡組中具有多個起偏反射鏡和多個補(bǔ)償反射鏡時，鏡組中的起偏反射鏡可 以連續(xù)設(shè)置，鏡組中的補(bǔ)償反射鏡也連續(xù)設(shè)置；或者鏡組中的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡 間隔設(shè)置。
在測量光路中也可設(shè)置若干組消偏振反射鏡鏡組。這些鏡組之間可以連續(xù)設(shè)置，每 個鏡組中的最后一面反射鏡的反射光成為下一鏡組中第一面起偏反射鏡的入射光；多個 鏡組中的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡在光路中也可以間隔設(shè)置，組成鏡組的起偏反射鏡和 補(bǔ)償反射鏡之間的光路上包括其它鏡組中的起偏反射鏡和/或補(bǔ)償反射鏡。
本實(shí)用新型可以通過以下技術(shù)方案進(jìn)一步加以限定
由于要測量各個方向上被測光源的光強(qiáng)分布，分布光度計(jì)中的部分或全部反射鏡的 旋轉(zhuǎn)是不可避免的，而在本實(shí)用新型的分布光度計(jì)中，還應(yīng)保證每對組成消偏振反射鏡 鏡組的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡在測量中始終滿足鏡組位置關(guān)系。因此本實(shí)用新型的分 布光度計(jì)中設(shè)置有主軸線、第一基座和第二基座， 一個或一個以上輸出軸與主軸線同軸 的主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)置在基座上，所述鏡組中的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡與同一個主 軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連接，繞同一軸轉(zhuǎn)動；或者鏡組中的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡不同的 主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連接，這些主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)可使鏡組中的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射 鏡同步旋轉(zhuǎn)；或者鏡組中的任意一個起偏反射鏡或補(bǔ)償反射鏡與主軸線同軸的固定軸連 接，在測量中保持靜止，而其它的起偏反射鏡或補(bǔ)償反射鏡繞主軸線轉(zhuǎn)動。
具體而言，本實(shí)用新型的分布光度計(jì)和分布光度計(jì)中的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡可
按如下布置。
被測光源位于主軸線上的方案
被測光源通過燈臂連接到第一基座上，主軸線穿過被測光源，在第一基座上設(shè)置第 一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)和第一轉(zhuǎn)臂，第一轉(zhuǎn)臂與第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出軸相連，第 一起偏反射鏡安裝在第一轉(zhuǎn)臂的一端，從被測光源到第一探測器之間的光路中的所有起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡設(shè)置在第一基座的第一轉(zhuǎn)臂上和/或第二基座上。以下有兩種方案 布置這種被測光源處于主軸線上的分布光度計(jì)
第二基座上設(shè)置第二主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)和第二轉(zhuǎn)臂，第二轉(zhuǎn)臂通過可使第二轉(zhuǎn)臂與 第一轉(zhuǎn)臂同步轉(zhuǎn)動的第二主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)與第二基座相連，第二基座上的起偏反射鏡 或/和補(bǔ)償反射鏡安裝在第二轉(zhuǎn)臂上。由于鏡組中的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡均繞主軸線 作同步運(yùn)動，它們在測量中能保持上述鏡組的關(guān)系。
如果在上述基礎(chǔ)上，在第二轉(zhuǎn)臂上安裝第一補(bǔ)償反射鏡,第一補(bǔ)償反射鏡與第一起偏 反射鏡組成無偏振反射鏡的鏡組，即第一補(bǔ)償反射鏡的入射平面和第一起偏反射鏡的入 射平面相垂直，第一補(bǔ)償反射鏡的S波和p波的反射率之比與第一起偏反射鏡的S波和p 波的反射率之比相等。同時在第二轉(zhuǎn)臂上還安裝第一探測器，并使得第一起偏反射鏡、 第一補(bǔ)償反射鏡和第一探測器的位置使從被測光源發(fā)出的某一方向上的光分別連續(xù)經(jīng)過 第一起偏反射鏡和第一補(bǔ)償反射鏡反射后正入射第一探測器。
在第二基座上也可設(shè)置與主軸線同軸的固定軸，第二起偏反射鏡與固定軸相連，在 測量中固定不動。在分布光度計(jì)中，除了第二起偏反射鏡外，所有鏡組中的起偏反射鏡 和補(bǔ)償反射鏡都安裝在第一轉(zhuǎn)臂上，同時第一探測器也安裝在第一轉(zhuǎn)臂上。從被測光源 發(fā)出的某一方向的光一次經(jīng)過第一起偏反射鏡、第二起偏反射鏡和第一轉(zhuǎn)臂上的若干補(bǔ) 償反射鏡后，正入射到位于第一轉(zhuǎn)臂上的第一探測器。
在被測光源處于主軸線上的分布光度計(jì)中，第一轉(zhuǎn)臂上可安裝第二光學(xué)接收器，第 二光學(xué)接收器的取樣裝置面對被測光源，直接接收來自被測光源的光束。所述的第二光 學(xué)接收器可以是一個光度探測器，它可以大幅度地拓展分布光度計(jì)的測量范圍，用于測 量一些小型光源或燈具的光強(qiáng)分布，并且可以以極高的精度測量各種尺寸的光源或燈具 的總光通量。所述的第二光學(xué)接收器也可以是一個成像亮度計(jì)，安裝在第一轉(zhuǎn)臂上、取 樣口直接面對被測光源的成像亮度計(jì)可以被測光源或燈具在各個方向上的亮度分布，并 且可以實(shí)現(xiàn)近場的光度測量。所述的第二光學(xué)接收器也可以使是一個光譜輻射計(jì)的取樣 裝置，通過光譜輻射計(jì)可以被測光源或燈具在各個方向上的空間光譜輻射功率和顏色參 數(shù)等。
被測光源位于第一轉(zhuǎn)臂上的方案
第一起偏反射鏡和被測光源在第一基座上的設(shè)置也可以采用如下方式第一基座上 設(shè)置第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)和第一轉(zhuǎn)臂，第一轉(zhuǎn)臂與第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連，第一轉(zhuǎn)臂的一端通過可使與第一轉(zhuǎn)臂反向同步旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置連接燈臂的一端，燈臂的另一端 連接被測光源,使被測光源在測量中始終保持同樣的工作姿態(tài)。在該方案中，第一起偏反 射鏡又有兩種不同位置設(shè)置方式第一起偏反射鏡與第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連，主軸 線通過第一起偏反射鏡的中心；第一起偏反射鏡與第一轉(zhuǎn)臂相連，第一起偏反射鏡的中 心不在主軸線。
第二基座上設(shè)置第二主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)和第二轉(zhuǎn)臂，第二轉(zhuǎn)臂通過可使第二轉(zhuǎn)臂與 第一轉(zhuǎn)臂同步轉(zhuǎn)動的第二主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)與第二基座相連，第二基座上的起偏反射鏡 或/和補(bǔ)償反射鏡安裝在第二轉(zhuǎn)臂上。由于鏡組中的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡均繞主軸線 作同步運(yùn)動，它們在測量中能保持上述鏡組的關(guān)系。
如果在上述基礎(chǔ)上，在第二轉(zhuǎn)臂上安裝第一補(bǔ)償反射鏡，第一補(bǔ)償反射鏡與第一起偏 反射鏡組成無偏振反射鏡的鏡組，即第一補(bǔ)償反射鏡的入射平面和第一起偏反射鏡的入 射平面相垂直，第一補(bǔ)償反射鏡的S波和p波的反射率之比與第一起偏反射鏡的s波和p 波的反射率之比相等。同時在第二轉(zhuǎn)臂上還安裝第一探測器，并使得第一起偏反射鏡、 第一補(bǔ)償反射鏡和第一探測器的位置使從被測光源發(fā)出的某一方向上的光分別連續(xù)經(jīng)過 第一起偏反射鏡和第一補(bǔ)償反射鏡反射后正入射第一探測器。
本實(shí)用新型的分布光度計(jì)中，從被測光源發(fā)出的某一方向的光經(jīng)過一組或多組消偏 振反射鏡鏡組中的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡后到達(dá)探測器，由于鏡組中的起偏反射鏡和 補(bǔ)償反射鏡引起的偏振相互補(bǔ)償和抵消，最終入射探測器的反射光光強(qiáng)也是與入射光的 偏振狀態(tài)無關(guān)，且光路中的鏡組不會給反射光帶來附加偏振。通過使起偏反射鏡和補(bǔ)償 反射鏡相對同步繞水平主軸線旋轉(zhuǎn)，使在分布光度計(jì)的測量中，起偏反射鏡和補(bǔ)償反射 鏡始終保持鏡組的位置關(guān)系。本實(shí)用新型可以方便、有效地消除鏡面反射帶來的偏振問 題，減少或消除由反射鏡的偏振問題帶來的測量誤差，提高了測量精度。

附圖1是中心旋轉(zhuǎn)反射鏡式分布光度計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2是圓周運(yùn)動反射鏡式分布光度計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖3是離心式圓周運(yùn)動反射鏡式分布光度計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖4是固定反射鏡式雙鏡分布光度計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖5是自然光發(fā)生鏡面反射時產(chǎn)生偏振的原理示意圖； 附圖6是典型金屬的p波和S波的反射率曲線；附圖7是本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的示意圖； 附圖8是本實(shí)用新型的另一個實(shí)施例的示意圖； 附圖9是本實(shí)用新型的第3個實(shí)施例的示意圖；具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
如圖7所示的本實(shí)用新型的分布光度計(jì)的一個實(shí)施例示意圖，包括兩個基座1， 11和 水平主軸線3，第一基座1上設(shè)置有第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)7，第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)7 的輸出軸與分布光度計(jì)的水平主軸線3同軸，且輸出軸與起偏反射鏡2和第一轉(zhuǎn)臂5相 連。主軸線3穿過起偏反射鏡2的中心，在測量中第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)7驅(qū)動起偏反 射鏡2和第一轉(zhuǎn)臂5繞主軸線3旋轉(zhuǎn)。被測光源4夾持在燈臂8上，燈臂8的一端與第 一轉(zhuǎn)臂5的一端通過輔助軸13同步驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連，在測量中第一轉(zhuǎn)臂5帶動燈臂8繞起 偏反射鏡2轉(zhuǎn)動，同時燈臂8繞輔助軸13同步反向轉(zhuǎn)動以保持被測光源4的工作姿態(tài)。 在第二基座11上設(shè)置第二轉(zhuǎn)臂15，第二轉(zhuǎn)臂15與第二主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)17相連，可繞 主軸線3與起偏反射鏡2同步旋轉(zhuǎn)，在第二轉(zhuǎn)臂15上安裝有補(bǔ)償反射鏡12和探測器6 以及平衡第二轉(zhuǎn)臂15的配重塊。起偏反射鏡2的中心和補(bǔ)償反射鏡12的中心都與位于 主軸線3上，探測器6和配重塊位于第二轉(zhuǎn)臂的兩端。補(bǔ)償反射鏡12和起偏反射鏡2的 光學(xué)性能相同，來自被測光源4的光經(jīng)起偏反射鏡2反射到第二基座11上的補(bǔ)償反射鏡 12后，被補(bǔ)償反射鏡12反射到探測器6中。在測量中，起偏反射鏡2和補(bǔ)償反射鏡12 分別在第一轉(zhuǎn)臂5和第二轉(zhuǎn)臂15的帶動下同步繞主軸線3轉(zhuǎn)動，并且補(bǔ)償反射鏡12的 入射平面和起偏反射鏡2的入射平面始終保持垂直，補(bǔ)償反射鏡12的光線入射角9 2和 起偏反射鏡2的光線入射角e ,保持相等。被測光源4與燈臂之間安裝有垂直軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 機(jī)構(gòu)，可是被測光源4繞自身垂直軸旋轉(zhuǎn)，以切換不同的測量平面。
實(shí)施例2:
如圖8所示的本實(shí)用新型的分布光度計(jì)的第二個實(shí)施例示意圖，包括兩個基座1， 11 和水平主軸線3。在第一基座1上設(shè)置有第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)7，第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī) 構(gòu)7的輸出軸與主軸線3同軸，第一轉(zhuǎn)臂5通過第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)7連接到第一基 座1上，可繞主軸線3轉(zhuǎn)動。起偏反射鏡2和第二探測器16安裝在轉(zhuǎn)臂的兩端。被測光 源4通過燈臂8與第一基座1相連，并位于主軸線3上，被測光源4與燈臂之間安裝有 垂直軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，可是被測光源4繞自身垂直軸旋轉(zhuǎn)，以切換不同的測量平面。在第二基座11上設(shè)置第二主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)17，第二轉(zhuǎn)臂15與第二主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)17 相連，可與繞主軸線3與第一轉(zhuǎn)臂5同步旋轉(zhuǎn)。在第二轉(zhuǎn)臂15上安裝有補(bǔ)償反射鏡12 和第一探測器6，且補(bǔ)償反射鏡12和第一探測器位于第二轉(zhuǎn)臂15的兩端。補(bǔ)償反射鏡 12和起偏反射鏡2的光學(xué)性能相同，在測量中，起偏反射和補(bǔ)償反射鏡12分別在第 一轉(zhuǎn)臂5和第二轉(zhuǎn)臂15的帶動下繞主軸線旋轉(zhuǎn)，補(bǔ)償反射鏡12的入射平面和起偏反射 鏡2的入射平面始終保持垂直，且補(bǔ)償反射鏡12的光線入射角02和起偏反射鏡2光線 入射角e,保持相等。在測量中，起偏反射鏡2繞被測光源旋轉(zhuǎn)，將來自被測光源4的某 一方向的光反射到同步轉(zhuǎn)動的補(bǔ)償反射鏡12，并經(jīng)補(bǔ)償反射鏡12再次反射到同步轉(zhuǎn)動的 第一探測器6。第二探測器16是一個光譜靈敏度曲線與CIE人眼視效率函數(shù)V( A )相匹 配的光度探測器，第二探測器16的受光面正對被測光源4，可直接接收來自被測光源4 的光。第二探測器16工作時將起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡用黑布遮起來。 實(shí)施例3:
如圖9所示的本實(shí)用新型的分布光度計(jì)的一個實(shí)施例示意圖，包括兩個基座1， 11和 水平主軸線3，第一基座1上設(shè)置有第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)7，第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)7 的輸出軸與分布光度計(jì)的水平主軸線3同軸，且輸出軸與第一轉(zhuǎn)臂5相連，在測量中第 一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)7驅(qū)動第一轉(zhuǎn)臂5繞主軸線3旋轉(zhuǎn)。被測光源4夾持在燈臂8上， 燈臂8的一端與第一轉(zhuǎn)臂5的一端通過輔助軸13同步驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連，在測量中第一轉(zhuǎn)臂 5帶動燈臂8繞主軸線3轉(zhuǎn)動，同時燈臂8繞輔助軸13同步反向轉(zhuǎn)動以保持被測光源4 的工作姿態(tài)。起偏反射鏡2也安裝在第一轉(zhuǎn)臂5上，位于燈臂8的另一端。在第二基座 11上設(shè)置第二轉(zhuǎn)臂15，第二轉(zhuǎn)臂15與第二主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)17相連，可繞主軸線3與 起偏反射鏡2同步旋轉(zhuǎn)，在第二轉(zhuǎn)臂15上安裝有補(bǔ)償反射鏡12和探測器6。補(bǔ)償反射鏡 12和探測器6位于第二轉(zhuǎn)臂的兩端。補(bǔ)償反射鏡12和起偏反射鏡2的光學(xué)性能相同，來 自被測光源4的光經(jīng)起偏反射鏡2反射到第二基座11上的補(bǔ)償反射鏡12后，被補(bǔ)償反 射鏡12反射到探測器6中。在測量中，起偏反射鏡2和補(bǔ)償反射鏡12分別在第一轉(zhuǎn)臂5 和第二轉(zhuǎn)臂15的帶動下同步繞主軸線3轉(zhuǎn)動，并且補(bǔ)償反射鏡12的入射平面和起偏反 射鏡2的入射平面始終保持垂直，補(bǔ)償反射鏡12的光線入射角e 2和起偏反射鏡2的光 線入射角0J呆持相等。被測光源4與燈臂之間安裝有垂直軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，可是被測光 源4繞自身垂直軸旋轉(zhuǎn)，以切換不同的測量平面。
權(quán)利要求1. 一種分布光度計(jì)，包括燈臂(8)、由燈臂(8)支撐的被測光源(4)，第一探測器(6)，其特征在于包括由一面或一面以上起偏反射鏡和一面或一面以上補(bǔ)償反射鏡組成的無偏振反射鏡的鏡組，從被測光源(4)發(fā)出的測量光束首先被相對于被測光源(4)作以被測光源(4)為圓心的圓周運(yùn)動的第一起偏反射鏡(2)反射，再經(jīng)鏡組中的其它所有反射鏡反射后入射第一探測器(6)；鏡組中起偏反射鏡的起偏入射平面和補(bǔ)償反射鏡的補(bǔ)償入射平面保持垂直，所有起偏反射鏡的s波和p波反射率比的乘積與所有補(bǔ)償反射鏡的s波與p波反射率比的乘積保持相等。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布光度計(jì)，其特征在于所述鏡組中的起偏反射鏡在光 路中連續(xù)設(shè)置，鏡組中的補(bǔ)償反射鏡也在光路中連續(xù)設(shè)置；或者鏡組僅由一面起偏反射 鏡和一面補(bǔ)償反射鏡組成，起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡的光學(xué)性能相同，且起偏反射鏡的 光線入射角和補(bǔ)償反射鏡的光線入射角相等。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布光度計(jì)，其特征在于在被測光源到探測器之間的光 路中設(shè)置一組以上的多組無偏振反射鏡的鏡組，前一個鏡組中最后一面反射鏡的反射光 是下一個鏡組中第一面反射鏡的入射光，或者在同一鏡組的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡之 間的光路上，包含有其它若干鏡組中的起偏反射鏡或/和補(bǔ)償反射鏡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的分布光度計(jì)，其特征在于分布光度計(jì)中設(shè)置有 水平主軸線(3)、第一基座(l)和第二基座(ll)， 一個或一個以上輸出軸與主軸線同軸的 主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7， 17)設(shè)置在基座(1， ll)上，所述鏡組中的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡 與同一個主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)相連，或者鏡組中的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡與使起偏反 射鏡和補(bǔ)償反射鏡同步旋轉(zhuǎn)的不同的主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7, 17)相連，或者鏡組中的任意 起偏反射鏡或補(bǔ)償反射鏡與主軸線(3)同軸的固定軸連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布光度計(jì)，其特征在于所述的燈臂(8)與第一基座(1) 相連，被測光源(4)位于主軸線(3)上，在第一基座(1)上設(shè)置第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7) 和第一轉(zhuǎn)臂(5)，第一轉(zhuǎn)臂(5)與第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)的輸出軸相連，第一起偏反射 鏡(2)安裝在第一轉(zhuǎn)臂(5)的一端，從被測光源到第一探測器之間的光路中的所有起偏反 射鏡和補(bǔ)償反射鏡設(shè)置在第一基座(1)和/或第二基座(11)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布光度計(jì)，其特征在于在第一基座(l)上設(shè)置第一主 軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)和第一轉(zhuǎn)臂(5)，第一轉(zhuǎn)臂(5)與第一主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)的輸出軸相連，所述的燈臂(8)的一端通過可使燈臂(8)與第一轉(zhuǎn)臂(5)反向同步旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置連 接第一轉(zhuǎn)臂(5)，燈臂(8)的另一端連接被測光源(4);第一起偏反射鏡(2)與第一主軸旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)的輸出軸相連，且第一起偏反射鏡(2)的中心位于主軸線(3)上，或者第一 起偏反射鏡(2)安裝在第一轉(zhuǎn)臂(5)上，且第一起偏反射鏡(2)的中心不在主軸線上；從被 測光源到第一探測器之間的光路中的所有起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡設(shè)置在第一基座(l) 和/或第二基座(ll)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的分布光度計(jì)，其特征在于:在第二基座(11)上設(shè)置第二主 軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(17)和第二轉(zhuǎn)臂(15)，第二轉(zhuǎn)臂(15)通過可使第二轉(zhuǎn)臂與第一轉(zhuǎn)臂同步 轉(zhuǎn)動的第二主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(17)與第二基座(11)相連，第二基座(11)上的起偏反射鏡 或/和補(bǔ)償反射鏡(12)安裝在第二轉(zhuǎn)臂(15)上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的分布光度計(jì)，其特征在于:在第二轉(zhuǎn)臂(15)上安裝第一補(bǔ) 償反射鏡(12)和第一探測器(6)，第一補(bǔ)償反射鏡(12)與第一起偏反射(2)鏡組成無偏振 反射鏡的鏡組，第一起偏反射鏡(2)、第一補(bǔ)償反射鏡(12)和第一探測器(6)的位置關(guān)系 使從被測光源(4)發(fā)出的光分別連續(xù)經(jīng)過第一起偏反射鏡(2)和第一補(bǔ)償反射鏡(12)反射 后正入射第一探測器(6)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的分布光度計(jì)，其特征在于在第二基座(ll)上設(shè)置與主軸 線(3)同軸的固定軸，第二起偏反射鏡(12)與固定軸相連，第一探測器(6)安裝在第一轉(zhuǎn) 臂(5)上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的分布光度計(jì)，其特征在于在第一轉(zhuǎn)臂(5)上安裝第二光學(xué) 接收器(16)，第二光學(xué)接收器(16)的受光面面對被測光源。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種分布光度計(jì)，從被測光源發(fā)出的某一方向的光經(jīng)過相對于被測光源作圓周運(yùn)動的第一起偏反射鏡反射后，又經(jīng)過其它后續(xù)反射鏡反射到探測器，光路中所有的反射鏡組成、并在測量中始終保持消偏振反射鏡鏡組關(guān)系，由于鏡組中的起偏反射鏡和補(bǔ)償反射鏡所產(chǎn)生的偏振相互補(bǔ)償和抵消，最終入射探測器的反射光光強(qiáng)也是與入射光的偏振狀態(tài)無關(guān)，且光路中的鏡組不會給反射光帶來附加偏振。本實(shí)用新型可以方便、有效地消除鏡面反射帶來的偏振問題，減少或消除了由反射鏡的偏振問題帶來的測量誤差，提高了測量精度。
文檔編號G01M11/02GK201247143SQ200820162968
公開日2009年5月27日 申請日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月20日
發(fā)明者潘建根 申請人:杭州遠(yuǎn)方光電信息有限公司