[发明专利]一种同步反射分布光度计

说明书

技术领域

本发明涉及一种光和辐射测量仪器，主要用于各类光源和灯具在各方向上的光强分布或配光性能测试，以及光源和灯具的总光通量测试的同步反射分布光度计。

背景技术

空间各方向上的光强分布是光源和灯具的重要参数，分布光度计是精确测量光源和灯具的光强随角度分布的仪器，光强测量通常是通过照度测量和距离平方反比定律实现的。反射镜式分布光度计由于可以在保持被测光源测量姿态的是同实现长距离的远场测量而被国际照明委员会(CIE)和其它国际标准所推荐。现有的转镜式分布光度计通常有两种方案：一种是中心转动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在测量时光学反射镜102处于转动中心，测量中绕主轴108旋转，而由灯臂夹持的被测光源104绕光学反射镜102转动，同时灯臂须向相反方向绕辅助轴同步旋转，以保持被测光源的燃点姿态不变，被测光源可绕自身垂直轴转动，光学反射镜将来自被测光源的光束反射到光度探测器106上；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使被测光源204处于作圆周运动的光学反射镜202的旋转轴上，光学反射镜202绕被测光源204旋转，把被测光源204所发出的光经光学反射镜202后反射到光学探测器206上。这两种方案虽然是目前较精确的光强分布的测量方案，但是它们却有各自的缺陷。就中心转动反射镜分布光度计而言，被测光源104要在一个相当大的空间范围内运动，由于气流、运动速度、加速度和离心力的必然存在，被测光源燃点时很难保证其高稳定状态，这是这一方案无法克服的原理性问题；其次，中心转动反射镜分布光度计中较难实现主轴和辅助轴的完全机械同步，因此很难达到高角度精度；除此之外，该类型的分布光度计需要很高的暗室空间，总成本随之增加。而就圆周运动反射镜分布光度计而言，虽然它的被测光源处于相对静止状态，且可按光源自然位置点燃，光源点燃是最稳定的，但是它存在下述问题：首先，根据CIE No.70-1987技术报告，被测光束的光轴与光学探测器的光轴之间的夹角不应超过2.5°，这需要相当长的暗室才能实现，并且在如此长的测量距离下，光学探测器处的光强较弱，很难准确测量；其次，圆周运动反射镜分布光度计要求光学探测器有较大的接收孔径以接收各方向上的被测光束，但这样也同时会叫更多的杂散光进入光学探测器，从而影响测试精度。

为解决上述问题，最新发明了同步反射分布光度计，如图3所示为典型的同步反射分布光度计。在该同步反射分布光度计方案中，第一光学反射镜302绕被测光源304旋转，把被测光源304所发出的光反射到与第一光学反射镜302同步旋转的第二光学反射镜312上，实现两个光学反射镜302，312的同步反射，经第一光学反射镜302和第二光学反射镜312反射的光束入射到同步旋转的光学探测器310上。该同步反射分布光度计方案能够有效解决上述中心转动反射镜式分布光度计100和圆周运动反射镜式分布光度计200所存在的问题，能减少暗室占地，保持光源稳定，减少杂散光干扰。

然而，根据光的偏振理论，镜面反射会带来光的偏振问题。以入射光束光轴和光学反射镜的法线构成的平面为入射面，在发生镜面反射时，垂直入射面方向振动的光波(s波)和平行于入射面方向振动的光波(p波)的发射率不同会带来反射光的偏振，而在入射角比较小时，接近于垂直入射时，偏振效应很小。由偏振带来的测量误差是现有转镜式分布光度计的共同问题，而在现有的同步反射分布光度计中，由镜面反射带来的偏振效应会被第二光学反射镜312再次叠加存在放大的可能性，由此而带来较大的测量误差。

在现有同步反射分布光度计中，尽管光学探测器306前设置有遮光筒，但遮光筒的长度不够长的话，会带来杂光干扰，这给整个系统杂散光控制提出了比较高的要求。

发明内容

为了克服现有分布光度计方案中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一套同步反射分布光度计，以在减少暗室占地，保持光源高度稳定，减少杂散光干扰的基础上，减小由两面光学反射镜带来的偏振问题，更好控制杂散光从而减小测量误差，并且通过在较短的距离内连续地调节光学探测器的位置的方法和设置多个光学探测器，可以在无需另行对准的情况下实现多种测量臂长(测量距离)，方便准确地测量各种光源和灯具的光和辐射分布性能。