CN100516792C - 同步反射分布光度计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步反射分布光度计。包括两个独立基座，第一转臂与第一基座相联，绕第一转动中心线转动，第一光学反射镜安装在第一转臂上；第二光学反射镜直接联接第二基座或者安装在与第二基座相联的第二转臂上，第二转臂可以与第一转臂同轴同步转动；光学接收器安装在转臂上；被测光源通过灯臂与第一基座相联，绕自转轴旋转。本发明通过同步反射接收，有效利用了暗室空间，减小了测量误差，并可通过在不同位置设置光学接收器，可方便地选择测量臂长；有效解决了现有技术存在的测试暗室占地面积大，测量误差较大，距离调节麻烦等缺陷。

Description

同步反射分布光度计

技术领域

本发明涉及一种光辐射测量仪器，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。现有的大型反射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，如图1所示，该类方案的分布光度计在测量时光学反射镜处于转动中心，而被测光源绕光学反射镜转动中心同时在圆周上运动；另一种是圆周运动反射镜式分布光度计，如图2所示，该方案的分布光度计使被测光源处于作圆周运动的反射镜的旋转轴上，光学反射镜绕被测光源旋转，把光源所发出的光经反射镜后反射到光学接收器上。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。首先，它们都存在一个同样的问题：暗室占用的空间很大。在需要的测量臂长(测量距离)较大时，往往要占用相当长度的暗室空间，实现测试的成本投入很大。此外，就中心转动反射镜分布光度计而言，被测光源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；而就圆周运动反射镜分布光度计而言，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，但是现有方法中面向被测光源的水平放置的光学接收器收到的被测光束光轴因斜入射到光学接收器而带来测量误差，而且为了接收到处于整个圆周运动的反射镜反射过来的光线，要求光学接收器有较大的接收孔径，这样会让较多的杂散光进入光学接收器，从而影响测试精度，此外，在测试不同大小和光束角的光源时，需在不同测量臂长(测量距离)下进行测量，而调节圆周运动反射镜分布光度计的测量距离时，不仅要求调节光学接收器的位置，还要求调节接收孔径和反射镜的角度，从而使整个测量臂长(测量距离)调节相当复杂，而且在较长测量距离下占用暗室空间较大。

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，本发明旨在提供一种同步反射分布光度计，以充分利用暗室空间，减少暗室占地，保持光源高度稳定，减少杂散光干扰，从而减小测量误差，通过选用设置于不同位置的光学接收器，无需另行对准和调节仪器即可实现不同的测量臂长(测量距离)；一台分布光度计就可方便地实现多种光源和灯具的多种性能精确测量的同步反射分布光度计。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的，即：一种同步反射分布光度计，其特征在于：包括第一基座，在所述第一基座的对面设有第二基座，所述两基座上分别设有处于同一水平线上的第一转动中心线和第二中心线；所述第一基座上设有光源支承轴，光源支承轴与第一转动中心线相重合，光源支承轴上装有灯臂，灯臂的另一端设有可使被测光源绕自转轴转动的转动驱动装置，所述自转轴的轴线与第一转动中心线垂直相交；该交点即为该同步反射分布光度计的两轴转动中心，也是被测光源的光度中心；所述第一基座上的光源支承轴通过外套轴承设有可绕第一转动中心线转动的第一转轴，所述第一转轴输出端联接有第一转臂，在所述第一转臂的一端安装有反射被测光源光束的第一光学反射镜；在所述的第二基座上设有反射来自第一光学反射镜光束的第二光学反射镜；可同步于第一光学反射镜绕第一转动中心线转动的第一光学接收器设置在第一基座的第一转臂或第二基座上，且第一光学接收器的位置处于正面面对由被测光源发出并依次经第一光学反射镜、第二光学反射镜反射的光束；或经第一光学反射镜、第二光学反射镜反射后，再经后续光学反射镜反射的光束。所述后续光学反射镜设置在转臂上。

本发明的上述技术方案还可以进一步细化和完善，并有多种设置第二光学反射镜，后续光学反射镜、光学接收器和激光对准器的实现方案。

下面对上述技术方案作进一步说明：

方案一：第二光学反射镜与第二基座直接联接，且垂直于水平面设置，其光学面与第二转动中心轴线垂直，垂足即为第二光学反射镜中心，其光学面面向第一基座。设置好第一光学反射镜的角度，使来自被测光源的光束经第一光学反射镜反射后，该光束光轴正好入射到固定的第二光学反射镜的中心上，并经该第二光学反射镜反射后再入射到安装于第一转臂上的第一光学接收器上，或经安装于第一转臂上的后续光学反射镜，(可以是一面光学反射镜，也可以是多面光学反射镜)反射后，再入射到第一光学接收器上。设置好各光学反射镜和第一光学接收器，使来自被测光源的光束通过上述光学反射镜反射后正入射到第一光学接收器，第一光学接收器的光轴与被测入射光轴重合。第一转臂绕第一转动中心线转动，第一光学接收器始终同步跟随转动，并通过上述光学反射镜正对于被测光源的像。实现在远距离下对被测光源的光强分布的测量。

方案二：在第二基座上同时设固定的第二光学反射镜、第三光学接收器和两者的切换机构。当切换机构将固定的第二光学反射镜切入测量光路时，与方案一完全相同；当切换机构将第三光学接收器切入测量光路时，第三光学接收器面对第一光学反射镜，第三光学接收器的光轴与第一转动中心重合。为进一步提高测量精度，可用第二转臂联接第三光学接收器和第二基座，第二转臂可绕水平轴线转动，第三光学接收器的光轴与第二转臂的水平转动轴线相交且成一定夹角，在切入工作状态后，第二转臂的水平转动中心与第一转动中心线重合，且第三光学接收器和第一光学反射镜位置正好处于使第三光学接收器正好正面对准于第一光学反射镜，两者可同步转动，使来自被测光源的光束经第一光学反射镜反射后正入射到第三光学接收器，第三光学接收器的光轴与被测入射光束光轴重合。当切换机构将固定的第二光学反射镜切入测量光路时，与方案一完全相同；当切换机构将可与第一光学反射镜同步转动的第三光学反射镜切入测量光路时，第二光学反射镜用黑布或其他挡光物覆盖好，第三光学接收器通过第二转臂与第一光学反射镜同步转动对被测光源进行测量，实现在方案一约一半的距离(中等距离)下的测量。第二转臂的水平轴线可以与第二光学反射镜的中心在同一水平面上，二者可以并排或背对设置，也可以成一定角度设置，并可以通过基座上相应的平移机构或者旋转机构使第三光学接收器和第二光学反射镜在光路中切换。

方案三：在第二基座上设置与第二中心线同轴的第二转轴，第二转轴连接有第二转臂，在测量时第二转臂和第一转臂以相同的旋转方向和相同的角速度分别绕第一转动中心线和第二中心线转动(即第二转臂和第一转臂同步转动)。第二光学反射镜安装在第二转臂上，并分以下三种情况，将来自被测光源发出的光束经第一光学反射镜反射后正好入射到第二光学反射镜，再经第二光学反射镜反射后直接或再经过若干后续光学反射镜反射后，正入射到设置在第一转臂或第二转臂上的第一光学接收器上，上述光学反射镜和第一光学接收器的位置和角度安排，保证被测光源发出的光束的光轴经多次反射后与第一光学接收器的光轴重合。

方案三情况1：在第二转臂上直接设第一光学接收器。

方案三情况2：在第二转臂上除了第二光学反射镜外再安装若干后续光学反射镜，第一光学接收器安装在第一转臂或第二转臂上，来自第一光学反射镜的光束经第二转臂上第二光学反射镜和若干后续光学反射镜反射后再正入射到第一光学接收器上。

方案三情况3：在第一转臂上位于第一光学反射镜的另一端再安装第三光学反射镜，在第二转臂上设第一光学接收器或设若干后续光学反射镜和第一光学接收器。来自被测光源的光束经第一光学反射镜反射后正好入射到第二转臂上的第二光学反射镜，再经此镜反射后正好入射到第三光学反射镜，第三光学反射镜把入射光束反射到设在第二转臂上的第一光学接收器或再经在第二转臂上的若干后续光学反射镜的反射，正好正入射到第一光学接收器。

上述多次反射的目的就是利用有限的暗空间，实现较长光学测量臂长(测量距离)，即被测光源中心到光学接收器的等效光路长度，长度越长，越容易实现较大尺寸或较窄光束的光源的光强(或光强分布)高精度测量。上述多种测量方案中，由于光学接收器始终是保持被测光束正入射的条件下同步跟踪第一转臂上的第一光学反射镜的旋转角度，因此，此种分布光度计称为同步反射分布光度计。

在上述同步反射分布光度计中，再在第一转臂上固定设置光学接收器(定义为第二光学接收器)，第二光学接收器正对于被测光源，且其光轴与第一转动中心线相交且垂直，在测量时将所有光学反射镜用消杂散光效果优良的黑布包裹或其它档光物盖起来，这样通过第一转臂转动，第二光学接收器就可以直接测量来自被测光源的光束，这种较短距离的测量方案特别适用于较小尺寸和发光较弱的被测光源的光强分布测量，以及各种光源的光通量的精确测量。

在方案一中或方案二的第二光学反射镜切入测量光路时，第一转臂上位于第一光学反射镜的另一端如安装有第三光学反射镜，可以在所述的第三光学反射镜前安装一可以拆卸的光学接收器即第四光学接收器，第四光学接收器光轴与被测光束光轴重合，当第四光学接收器安装且工作时，则可实现中等测量臂长。

在方案三中，第二转臂上再固定安装第三光学接收器，第三光学接收器的位置和角度满足第二转臂旋转某一角度后，安装在第二转臂上的光学反射镜转离被测光束，而第三光学接收器正好转入并正面面对来自第一光学反射镜的被测光束，且第三光学接收器的光轴与被测光束同轴。与此同时，用消光黑布或其它档光物体将除第一转臂上第一光学反射镜外的光学反射镜全部遮蔽起来，第三光学接收器工作时，可实现中等测量臂长。作为一种特例，该第三光学接收器可以与第一光学接收器为同一光学接收器，例如上述在第一转臂上位于第一光学反射镜的另一端再安装第三光学反射镜，在第二转臂上设第一光学接收器且第一光学接收器位于第二光学反射镜另一端的情况，第一光学反射镜和第三光学反射镜反射出的光束光轴分别与第一转动中心线所夹的角度相同，且此三线在同一平面内，第一光学接收器的位置满足转动180°后第一光学接收器正好替代第二光学反射镜而面对第一光学反射镜的位置。

综上所述，第一光学接收器用于较长测量臂长测量，第二光学接收器用于较短测量臂长测量，第三光学接收器用于中等测量臂长的测量。如安装第四光学接收器，可以实现第四种测量臂长。

光学反射镜组中的反射镜在光路中除了起反射光路的作用外，还充当杂光限制光阑，其尺寸由被测光源到光学接收器的边光决定，光学反射镜的尺寸必须严格控制在恰好略大于上述边光的尺寸，从被测光源到光学接收器，光路所经过的光学反射镜的尺寸依次按实际需要减小。按上述原则设置的光学反射镜，有效消除多余的杂散光，同时在所有光学接收器的受光面前设有用于减少杂光的消杂光筒，有效地消除了消杂光，提高了测试精度。

在测量时光学接收器通过同步接收，被测光束始终正入射光学接收器，减少了由于光线倾斜入射和光阑开口过大带来的误差，进一步提高了测试精度。

在光源支承轴上设置一个激光对准器(定义为第一激光对准器)，第一激光对准器的激光束光轴与第一转动中心线重合；在第一转臂上设置一个激光对准器(定义为第二激光对准器)，第二激光对准器的激光束光轴经过第一转动中心线和自转轴所形成的交点。利用第一激光对准器和第二激光对准器，可以很方便地调整被测光源位置，使被测光源的光度中心位于分布光度计的两轴转动中心。

在方案三中所述的第二转臂上一个激光对准器(定义为第三激光对准器)，第二转臂转动一定角度后，第三激光对准器发出的激光束经第一光学反射镜反射后激光束光轴通过由第一转动中心线和自转轴所形成的交点，利用第三激光器除了可以方便安装被测光源外，还可以很方便地调整光路。

上述的灯臂通过导轨和滑块组与光源支承轴联接，导轨和导轨的支撑座与光源支承轴固定联接，滑块和灯臂固定联接，导轨和滑块组可使灯臂作上下调节，从而可以很方便地将灯臂上的被测光源的光度中心调节到分布光度计的两轴转动中心。滑块可以用丝杆推动，调毕后可用螺钉或其他锁紧机构锁定。

在光源支承轴与第一基座之间，或者在光源支承轴和导轨的支撑座之间，或者在滑块和导轨的支撑座之间(如不设导轨和滑块组，则在光源支承轴和灯臂之间)，设置锁定/松开机构并设置或者不设转动驱动机构。在锁定/松开机构处于松开状态时，光源支承轴或者导轨的支撑座或者灯臂可绕第一转动中心转动，使灯臂和与灯臂相联的被测光源绕水平轴线转动，在被测光源达到自然燃点状态后使用锁定/松开机构锁定该状态。上述锁定/松开机构可以是紧定螺钉，也可以是机械抱紧机构；上述转动驱动机构可以是由电机直接驱动的机构或电机通过减速机构驱动的机构。当不设转动驱动机构时，光源支承轴或导轨支承座或灯臂的转动由人工直接操作实现。

上述的光源支承轴为空心轴，或轴的一端为空心，被测光源的电源线和自转轴的电机驱动信号线等位于灯臂的导线从空心轴中穿过到达第一基座。

在第一转臂上设置无线发射接收装置，用来控制第二激光对准器和第一光学接收器(第一光学接收器安装在第一转臂上时)、第二光学接收器的工作状态，并且发射第一光学接收器(第一光学接收器安装在第一转臂上时)和第二光学接收器的测量信号；在第一转臂上的第二激光对准器、第一光学接收器、第二光学接收器和无线发射接收装置等电子和电气设备由电池供电。该方法避免了大量使用电源线和信号线，以及连续转动测量过程中的电线缠绕问题。

上述的第一光学接收器、第二光学接收器、第三光学接收器和第四光学接收器都是与人眼视觉函数相匹配的光度探头或者色度探头，或者都是从紫外到可见光再到红外的整个光辐射波段范围内所需波段敏感的、能将相应波段光辐射能量转换成电信号的光电转换器件；或者是与人眼视觉函数相匹配的光度探头或者色度探头，或是从紫外到可见光再到红外的整个光辐射波段范围内所需波段敏感的、能将相应波段光辐射能量转换成电信号的光电转换器件中的所需的任意一种。

根据以上所述，本发明的有益效果是：使暗室占用空间小，保持光源高度稳定自然点燃，减少杂散光干扰，从而减小测量误差，提高测量精度，通过选用不同的光学接收器，无需另行对准和调节仪器即可实现不同的测量臂长(测量距离)的测量；也可以在不同位置安装不同功能的光学接收器，以方便实现不同功能的测量。

本说明书所述光学反射镜是平面光学反射镜。

附图说明

附图1为中心转动反射镜式分布光度计示意图；

附图2为圆周运动反射镜式分布光度计示意图；

附图3为同步反射分布光度计实施例1的示意图；

附图4为同步反射分布光度计实施例2的示意图；

附图5为同步反射分布光度计实施例3的示意图；

附图6为实施例3的第一转臂轴向面的示意图；

附图7为实施例1，2，3中并排设置第二光学反光镜和第三光学接收器的第二基座示意图；

附图8为同步反射分布光度计实施例4的示意图；

附图9为同步反射分布光度计实施例5的示意图；

附图10为同步反射分布光度计实施例6的示意图；

附图11为同步反射分布光度计实施例7的示意图；

附图12为实施例7的第二转臂轴向面示意图；

附图13为同步反射分布光度计实施例8的示意图；

附图14为同步反射分布光度计实施例9的示意图；

附图15为实施例9的第二转臂轴向面示意图。

具体实施方式

下面结合附图的实施例对本发明作进一步具体说明：

如图3、4、5、8、9、10、11、13、15所示的九种同步反射镜分布光度计设计方案原理图，它们有共同的基本结构，在暗室中搭建它们基本结构，如图3，包括第一基座1和第二基座2两个独立的基座，两个基座上分别设有处于同一水平线上的第一转动中心线3和第二中心线4。在第一基座1上设有与第一转动中心线3相重合的光源支承轴11，光源支承轴11的一端通过锁定/松开机构与第一基座1联接，该锁定/松开机构是由一个开口的圆孔34和锁紧螺钉35组成，用螺钉35实现锁定或松开，处于松开状态时可使灯臂13绕水平轴线转动，光源支承轴11套在蜗轮蜗杆36空心输出轴中；光源支承轴11的一端设置燕尾导轨32，在导轨32上设置滑块33，滑块33由丝杆驱动并与灯臂13一端固定连接；灯臂13的另一端设有使被测光源16旋转的驱动装置14，驱动装置14为带谐波减速器的同步伺服电机，驱动装置14使被测光源16绕自转轴15旋转，自转轴15轴线与第一转动中心线3垂直相交；第一基座1上的光源支承轴11通过外套轴承设有可绕第一转动中心线3转动的第一转轴12，第一转轴12的一端和由同步伺服电机驱动的蜗轮蜗杆减速装置17的输出轴连接，第一转轴12另一端与第一转臂5刚性联接，使第一转臂5绕第一转动中心线3转动，第一光学反射镜7安装在第一转臂5的一端，背后设有角度微调和固定机构；第一光学反射镜7可随第一转臂5绕第一转动中心线3作圆周运动。

第一转臂5上固定设置第二光学接收器10，在光学接收器前面有遮光筒18，第二光学接收器10正对于被测光源16，且其光轴与第一转动中心线3轴线垂直相交，利用第二光学接收器10测量时将所有光学反射镜7、8、21、22、23用消杂散光效果优良的黑布包裹或其它档光物盖起来，这样通过第一转臂5转动，第二光学接收器10就可以直接测量来自被测光源16的光束。

光源支承轴11为一空心轴，被测光源16的电源线和自转轴15的电机驱动装置14的信号线等位于灯臂13的导线从空心轴中穿过到达第一基座1。

光源支承轴11上设置有第一激光对准器30，第一激光对准器30的激光束光轴与第一转动中心线3重合；第一转臂5上设置有第二激光对准器31，第二激光对准器31的激光束光轴通过由第一转动中心线3和自转轴15所形成的交点：通过这两个激光对准器可以方便用于系统光路调整和被测光源16光度中心位置的对准。

在第一转臂5上设置无线发射接收装置，用来控制第二激光对准器31和第一转臂5上的光学接收器(包括第二光学接收器10和某些具体实施例中安装在第一转臂5上的第一光学接收器9及第四光学接收器25)，并且发射光学接收器的测量信号，在第一转臂5上的第二激光对准器31、第二光学接收器10以及其他可能安装在第一转臂5上的光学接收器和无线发射接收装置等电子和电气设备由电池供电。

这九个具体实施例，根据在第二基座2上光学反射镜的布置又可以分为两大类，图3、4和5所示的为第一类的具体实施例，第二基座2上设置光轴与第二中心线4重合的固定光学反射镜，即第二光学反射镜8。图8、9、10、11、13和14为第二类的具体实施例，第二基座2上设置可绕第二中心线4转动的第二转臂6，第二光学反射镜8安装在第二转臂6上。

实施例1：

如图3所示，在第二基座2上设置固定的垂直于第二中心线4的第二光学反射镜8、可与第一光学反射镜7同步转动的第三光学接收器20和两者的切换机构29。第三光学接收器20通过第二转臂6与第二基座2联接，第二转臂6由一个带谐波减速器的驱动电机27驱动，该驱动电机27通过编码和自动控制可以实现第二转臂6与第一基座1上的第一转臂5同步转动，第三光学接收器20的光轴与第二转臂6的水平转动中心线相交且成一定夹角，在切入工作状态后，第二转臂6的水平转动中心线与第一转动中心线3重合，且第三光学接收器20正好正对准第一光学反射镜7，恰好使得第三光学接收器20的光轴与来自第一光学反射镜7的被测入射光束光轴重合；当切换机构29将固定的第二光学反射镜8切入测量光路时，第二光学反射镜8与第二中心线4垂直，垂足为第二光学反射镜8的中心；上述的第二转臂6的水平轴线与第二光学反射镜8的中心在同一水平面上，第三光学接收器20和第二光学反射镜8背对设置，对应的旋转机构29使二者在光路中切换。第三光学接收器20和第二光学反射镜8也可以并排设置，如图7所示，对应的第二基座2上的切换机构29为平移机构。

第一光学接收器9安装在第一转臂5上第一光学反射镜7的另一端；光学反射镜7和第一光学接收器9调毕后，第一光学反射镜7和第一光学接收器9的位置使得被测光源16的光线束经过转动的第一光学反射镜7，正好入射固定的第二光学反射镜8，再经第二光学反射镜8正入射到同步转动的第一光学接收器9，使第一光学接收器9的光轴与入射光束光轴线重合。

在第一光学接收器9的受光面前设有用于减少消杂光的遮光筒18，遮光筒18内设有消杂光光阑。第一光学反射镜7和第二光学反射镜8除了作反射光路的作用外，也充当杂光限制光阑，其尺寸由最大可测光源16经过第一光学反射镜7和第二光学反射镜8到第一光学接收器9的边光决定，第一光学反射镜7和第二光学反射镜8的尺寸以及第一光学接收器9前遮光筒18内的光阑通光孔径必须严格控制在恰好略大于上述边光的尺寸。

第一光学接收器9和上文共同结构中描述的第二光学接收器10可以是同一光学接收器，通过调整其角度在可以分别利用所述的第一光学接收器9和第二光学接收器10所起作用的光路。

在两基座距离、第一光学反射镜7、第一光学接收器9以及第二光学接收器10、第三光学接收器的位置定位后，该方案中无须另行调节，可实现三种测量距离。最长测量臂长(距离)是光从被测光源16发出，经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8，后到达第一光学接收器9所经过的距离；当切换机构29将第三光学接收器切入测量光路时，第二光学反射镜8用黑布或其他挡光物覆盖好，第三光学接收器20通过第二转臂6与第一光学反射镜7同步转动，对被测光源16进行测量，实现在利用第一光学接收器9时约一半距离下的测量；利用第二光学接收器10时可以实现最短测量距离。

实施例2：

如图4所示，实施例2的第二基座上的组成和结构与图3所示的实施例1相同。

第一转臂5是一个中空的腔体结构，在其外侧一端安装第一光学反射镜7，第三光学反射镜21安装在另一端的入光口，第一光学接收器9设置在第一转臂5内的相应位置，调节第一光学反射镜7，第三光学反射镜21和第一光学接收器9的位置，使得被测光源16的光线束经过转动的第一光学反射镜7，正入射固定的第二光学反射镜8，经第二光学反射镜8反射后正好入射同步于第一光学反射镜7转动的第三光学反射镜21后入射到同步的第一光学接收器9，第一光学接收器9以及上述所有光学反射镜7，8，21的光轴与所经过的光束光轴重合。

该方案中可实现的最长测量臂长(距离)是光从被测光源16发出，经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8，第三光学反射镜21后到达第一光学接收器9所经过的光程；利用上述的第二光学接收器10时可以实现最短测量距离；当切换机构29将同步转动的第三光学接收器20切入测量光路时，将第二光学反射镜8和第三光学反射镜21用黑布或其他挡光物覆盖好，第三光学接收器20通过第二转臂6与第一光学反射镜7同步转动对被测光源16进行测量，实现在利用第一光学接收器9时一半距离下的测量；在第一转臂5上第三光学反射镜21前安装一可以拆卸的光学接收器25即第四光学接收器25，在使用第四光学接收器25时，用消光黑布包裹或者其它档光物盖住第三光学反射镜21，使被测光源16的光线束依次经过第一光学反射镜7、第二光学反射镜8后入射到第四光学接收器25，第四光学接收器25的光轴与被测光束光轴重合，利用第四光学接收器25可以实现第四种测量臂长。

在第一光学接收器9，第三光学接收器20和第四光学接收器25的受光面前设有用于减少消杂光的遮光筒18，遮光筒18内设有消杂光光阑。第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和第三光学反射镜21除了作反射光路的作用外，也充当杂光限制光阑，其尺寸由最大可测光源16经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和第三光学反射镜21到第一光学接收器9的边光决定，第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和第三光学反射镜21的尺寸以及第一光学接收器9前遮光筒18内的光阑通光孔径必须严格控制在恰好略大于上述边光的尺寸。第三光学接收器20和第四光学接收器25前遮光筒18内的光阑通光孔也必须严格控制在恰好略大于相应的最大被测边光的尺寸。

实施例3：

如图5所示，实施例3在第二基座上的组成和结构与图3所示的实施例1相同。

第一转臂5是一个桁架结构，如图6所示，在其一端安装第一光学反射镜7，第三光学反射镜21安装在另一端，第一光学接收器9和其他若干后续光学反射镜23安装在第一转臂5内的相应位置。调节第一光学反射镜7，第三光学反射镜21，其他若干后续光学反射镜23和第一光学接收器9的位置使得被测光源16的光线束经过转动的第一光学反射镜7，正好入射固定的第二光学反射镜8，经第二光学反射镜8后入射第三光学反射镜21后，又经若干后续光学反射镜23入射到同步转动的第一光学接收器9，第一光学接收器9和所有光学反射镜7，8，21，23的光轴与所经过的光束光轴重合。

该方案中可实现的最长测量臂长(距离)是光从被测光源16发出，经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8，第三光学反射镜21和后续光学反射镜23后到达第一光学接收器9所经过的光程；利用第二光学接收器10时可以实现最短测量距离；当切换机构29将第三光学接收器切入测量光路时，将第二光学反射镜8和第三光学反射镜21用黑布或其他挡光物覆盖好，第三光学接收器20通过第二转臂6与第一光学反射镜7同步转动对被测光源16进行测量，实现第三种距离下的测量；在第一转臂5上第三光学反射镜21前安装一可以拆卸的光学接收器25即第四光学接收器25，在使用第四光学接收器25时，用消光黑布包裹或者其它档光物盖住第三光学反射镜21，使被测光源16的光线束依次经过同步的第一光学反射镜7，固定的第二光学反射镜8后入射到同步的第四光学接收器25，使第四光学接收器25的光轴与被测光束光轴重合利用第四光学接收器25可以实现第四种测量臂长。

在第一光学接收器9，第三光学接收器20和第四光学接收器25的受光面前设有用于减少消杂光的遮光筒18，遮光筒18内设有消杂光光阑。第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和第三光学反射镜21除了作反射光路的作用外，也充当杂光限制光阑，其尺寸由最大可测光源16经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和第三光学反射镜21到第一光学接收器9的边光决定，第一光学反射镜7和第二光学反射镜8的尺寸以及第一光学接收器9前遮光筒18内的光阑通光孔径必须严格控制在恰好略大于上述边光的尺寸。第三光学接收器20和第四光学接收器25前遮光筒18内的光阑通光孔也必须严格控制在恰好略大于相应的最大被测边光的尺寸。

实施例4：

如图8所示，基本结构如上文所述，此外在第二基座2的上设有可绕第二转动中心转动的第二转轴26，第二转轴26一端与由同步电机驱动的涡轮蜗杆减速装置27的输出轴相连，另一端则与第二转臂6垂直相连，并实现第二转臂6与第一基座上的第一转臂5同步转动；第二光学反射镜8和第一光学探测器9安装在第二转臂6的两端；第一光学反射镜7与第一转动中心线3约成45度角把被测光源16的光线束以其光轴近似水平地反射第二光学反射镜8上，第二光学反射镜8与第二中心线4的角度约为45°，经过第二光学反射镜8的反射光近似垂直地入射到安装于第二转臂6另一端上的第一光学接收器9，第一光学接收器9的光轴与被测入射光束光轴重合；测量时，第一光学反射镜7和第二光学反射镜8始终处于中心线的一侧，而第一光学接收器9则处于相对的另一侧。

在第一光学接收器9的受光面前设有用于减少消杂光的遮光筒18，遮光筒18内设有消杂光光阑。第一光学反射镜7和第二光学反射镜8除了作反射光路的作用外，也充当杂光限制光阑，其尺寸由最大可测光源16经过第一光学反射镜7和第二光学反射镜8到第一光学接收器9的边光决定，第一光学反射镜7和第二光学反射镜8的尺寸以及第一光学接收器9前遮光筒18内的光阑通光孔径必须严格控制在恰好略大于上述边光的尺寸。

该实施例中可实现的最长测量臂长(距离)是光从被测光源16发出经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8后到达第一光学接收器9所经过的距离；利用第二光学接收器10可实现最短测量距离。

实施例5：

如图9所示，基本结构如上文所述，此外在第二基座2上设有可绕第二转动中心转动的第二转轴26，第二转轴26一端与由同步电机驱动的涡轮蜗杆减速装置27的输出轴相连，另一端则与第二转臂6垂直相连，以实现第二转臂6与第一基座上的第一转臂5同步转动；第二光学反射镜8和第一光学探测器9安装在第二转臂6的两端；第一光学反射镜7与第一转动中心线3间呈较小角度，被测光源16的光线束经第一光学反射镜7反射后与水平方向呈较大角度入射到第二光学反射镜8上，再经第二光学反射镜8把被测光束近似垂直地入射到设在第二转臂6另一端上的第一光学接收器9，第一光学接收器9的光轴与被测入射光束光轴重合；测量时，第一光学反射镜7和第二光学反射镜8相对于中心线4处于两侧，而第一光学反射镜7和第一光学接收器9则始终处于中心线4同一侧。

方案中可实现的最长测量臂长(距离)是光从被测光源16发出，经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8后到达第一光学接收器9所经过的距离；利用第二光学接收器10可实现最短测量距离。

在第一光学接收器9的受光面前设有用于减少消杂光的遮光筒18，遮光筒18内设有消杂光光阑。第一光学反射镜7和第二光学反射镜8除了作反射光路的作用外，也充当杂光限制光阑，其尺寸由最大可测光源16经过第一光学反射镜7和第二光学反射镜8到第一光学接收器9的边光决定，第一光学反射镜7和第二光学反射镜8的尺寸以及第一光学接收器9前遮光筒18内的光阑通光孔径必须严格控制在恰好略大于上述边光的尺寸。

实施例4和实施例5类似，不同点在于两种实施例中第一光学反射镜7和第二光学反射镜8的角度不一样，两实施例相比，由于实施例5中的第一光学反射镜7与水平方向角度较小，在同样的被测光源的边光下，其尺寸可以做得相对较小。

实施例6：

如图10所示，基本结构如上文所述，此外在第二基座2的上设有可绕第二转动中心转动的第二转轴26，第二转轴26一端与由同步电机驱动的涡轮蜗杆减速装置27的输出轴相连，另一端则与第二转臂6垂直相连，以实现第二转臂6与第一基座上的第一转臂5同步转动；在第一转臂5上，第一光学反射镜7相对于第一转动中心线3的另一侧安装第三光学反射镜21，第二光学反射镜8和第一光学接收器9安装在第二转臂6的两端；调节第三光学反射镜21和第一光学接收器9的位置使得被测光源的光经过第一光学反射镜7，正入射第二光学反射镜8后又正好入射第三光学反射镜21，且最后正入射第一光学接收器9，第一光学接收器9和上述所有光学反射镜7，8，21的光轴与经过的光束光轴重合。同时第一光学反射镜7和第三光学反射镜21反射出的光束光轴分别与第一转动中心线3所夹的角度相同，且此三线在同一平面内，第一光学接收器9的位置满足转动180°后第一光学接收器9正好替代第二光学反射镜8而面对第一光学反射镜7的位置。

该实施例中可实现的最长测量臂长(距离)是从被测光源16发出，经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8，第三光学反射镜21后到达第一光学接收器9所经过的距离；利用第二光学接收器10可实现最短测量距离。在该实施例中，充分考虑第三光学反射镜21和第一光学接收器9的位置，使得第二转臂6相对于第一转臂5绕第二中心线4转动180°后，使第一光学接收器9正好替代第二光学反射镜8位置而面对第一光学反射镜7，用黑布遮盖第三光反射镜21后，第一转臂5与第二转臂6同步转动，被测光源16所发出的光束经第一光学反射镜7反射后直接入射到第一光学接收器9；这种方法很方便地实现了中等测量距离。

在第一光学接收器9的受光面前设有用于减少消杂光的遮光筒18，遮光筒18内设有消杂光光阑。第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和第三光学反射镜21除了作反射光路的作用外，也充当杂光限制光阑，其尺寸由最大可测光源16经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和第三光学反射镜21到第一光学接收器9的边光决定，第一光学反射镜7和第二光学反射镜8的尺寸以及第一光学接收器9前遮光筒18内的光阑通光孔径必须严格控制在恰好略大于上述边光的尺寸。

实施例7：

如图11所示，基本结构如上文所述，此外在第二基座2的上设有可绕第二转动中心转动的第二转轴26，第二转轴26一端与由同步电机驱动的涡轮蜗杆减速装置27的输出轴27相连，另一端则与第二转臂6垂直相连，以实现第二转臂6与第一基座上的第一转臂5同步转动；第二转臂6是桁架结构，如图12，第二光学反射镜8在第二转臂6的一端，除第二光学反射镜8外，第二转臂6上还安装了若干后续光学反射镜23；调节第一光学反射镜7、第二光学反射镜8、后续光学反射镜23和第一光学接收器9的位置使得被测光源16的光经过第一光学反射镜7，正入射第二光学反射镜8和若干后续光学反射镜23后，正入射第一光学接收器9，光学反射镜7，8，23和第一光学接收器9的光轴与所经过的光束光轴重合。

在第一光学接收器9的受光面前设有用于减少消杂光的遮光筒18，遮光筒18内设有消杂光光阑。第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和后续光学反射镜23除了作反射光路的作用外，也充当杂光限制光阑，其尺寸由最大可测光源16经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和后续光学反射镜23到第一光学接收器9的边光决定，第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和后续光学反射镜23的尺寸以及第一光学接收器9前遮光筒18内的光阑通光孔径必须严格控制在恰好略大于上述边光的尺寸。

该实施例中可实现的最长测量臂长(距离)是光从被测光源16发出经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和若干后续光学反射镜23后到达第一光学接收器9所经过的距离；利用第二光学接收器10可实现最短测量距离。

实施例8：

如图13所示，基本结构如上文所述，此外在第二基座2的上设有可绕第二转动中心转动的第二转轴26，第二转轴26一端与由同步电机驱动的涡轮蜗杆减速装置27的输出轴27相连，另一端则与第二转臂6垂直相连，以实现第二转臂6与第一基座上的第一转臂5同步转动；第二光学反射镜8和第三光学反射镜21安装在第二转臂6的两端；第一光学探测器9安装在第一转臂5上位于第一光学反射镜7的另一端。调节第一光学反射镜7，第二光学反射镜8，第三光学反射镜21和第一光学接收器9的位置使得被测光源16的光束经过第一光学反射镜7后正好入射第二光学反射镜8，经第二光学反射镜的光线束入射到第三光学反射镜21后，正入射第一光学接收器9，光学反射镜7，8，21和第一光学接收器9的光轴与所经过的光束光轴重合。

在第一光学接收器9的受光面前设有用于减少消杂光的遮光筒18，遮光筒18内设有消杂光光阑。第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和第三光学反射镜21除了作反射光路的作用外，也充当杂光限制光阑，其尺寸由最大可测光源16经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和第三光学反射镜21到第一光学接收器9的边光决定，第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和第三光学反射镜21的尺寸以及第一光学接收器9前遮光筒18内的光阑通光孔径必须严格控制在恰好略大于上述边光的尺寸。

该实施例中可实现的最长测量臂长(距离)是光从被测光源16发出经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8，第三光学反射镜21后到达第一光学接收器9所经过的距离；利用第二光学接收器10可实现最短测量距离。

实施例9：

图14所示，基本结构如上文所述，此外在第二基座2的上设有可绕第二转动中心转动的第二转轴26，第二转轴26一端与由同步电机驱动的涡轮蜗杆减速装置27的输出轴相连，另一端则与第二转臂6垂直相连，以实现第二转臂6与第一基座上的第一转臂5同步转动；第一转臂5上，第一光学反射镜7的另一端安装一个后续光学反射镜即第三光学反射镜21。如图13所示，第二转臂可以是一个中空的腔体结构，第二光学反射镜8安装在其外侧一端，第四光学反射镜22安装在入光口一端内，第一光学接收器9安装在腔体的另一端内。调节第一光学反射镜7，第二光学反射镜8，第三光学反射镜21，第四光学反射镜22和第一光学接收器9的角度使得被测光源16的光线束依次经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8和第三光学反射镜21，第四光学反射镜22后正入射到第一光学接收器9，光学反射镜7，8，21，22和第一光学接收器9的光轴与所经过的光轴重合。

该实施例中可实现的最长测量臂长(距离)是光从被测光源16发出经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8，第三光学反射镜21和第四光学反射镜22到达第一光学接收器9所经过的距离；利用第二光学接收器10可以得到最短的测量距离。在第二转臂6上安装第三光学接收器20，使第二转臂6旋转某一角度后，安装在第二转臂6上的光学反射镜8，22转离被测光束，而使第三光学接收器20正好转入被测光束，且第三光学接收器20的光轴与被测光束同轴。与此同时，用消光黑布将除第一转臂5上第一光学反射镜7外的光学反射镜全部包裹或用遮光物遮挡起来，第三光学接收器20通过第二转臂6与第一光学反射镜7同步转动，第三光学接收器20工作时，则可实现中等测量臂长。

在第一光学接收器9和第三光学接收器20的受光面前设有用于减少消杂光的遮光筒18，遮光筒18内设有消杂光光阑。第一光学反射镜7，第二光学反射镜8，第三光学反射镜21和第四光学反射镜22除了作反射光路的作用外，也充当杂光限制光阑，其尺寸由最大可测光源16经过第一光学反射镜7，第二光学反射镜8，第三光学反射镜21和第四光学反射镜22后到第一光学接收器9的边光决定，第一光学反射镜7，第二光学反射镜8，第三光学反射镜21和第四光学反射镜22的尺寸以及第一光学接收器9前遮光筒18内的光阑通光孔径必须严格控制在恰好略大于上述边光的尺寸。第三光学接收器20前遮光筒18内的光阑通光孔孔径也必须严格控制在恰好略大于相应的最大被测边光的尺寸。

在第二转臂6上安装第三激光对准器24(见图15所示)，第二转臂6转过相应角度，能使从第三激光对准器24发出的激光束经第一光学反射镜7后与第一转动中心线3和自转轴15轴线形成的垂足相交，且该激光束与第一转动中心线3垂直。在第四光学反射镜22旁边设第四激光对准器28，二者光轴平行且到第二中心线4的距离相等，使第二转臂6转过一个小角度，能使从第四激光对准器28发出的激光束经第三光学反射镜21，再经第二光学反射镜8和第一光学反射镜7依次反射后，与第一转动中心线3和自转轴15轴线的转动中心形成的垂足相交，且该激光束与第一转动中心线3垂直。

以上诸多具体实施例，在测量前，松开光源支承轴5上锁定/松开机构的螺钉，使灯臂13带动被测光源16绕第一转动中心线3转动，在达到被测光源16自然燃点状态后，用螺钉35将开口拉紧闭合，锁定该状态，使可转动的光源支承轴11回复固定状态；利用第一激光对准器30和第二激光对准器31完成灯具的对心安装，调整被测光源16以及灯臂13的滑块33，把被测光源16的光度中心安装在第一激光对准器30和第二激光对准器31所发出的两束光的交点处，即可很方便准确地安装被测光源16，使被测光源16的光度中心位于整个分布光度计的旋转中心。

选择测量所需使用的光学接收器，并且调节第一转臂5和第二转臂6(利用该转臂工作时)的初始位置，同时调整安装在转臂上的光学反射镜背后的角度微调和固定结构以及光学接收器的位置，使得被测光源16的光束光轴依次经过相应的光学反射镜的中心后又与所选光学接收器光轴重合的状态入射该光学接收器。测量中通过两个转臂绕相对于各自的初始位置同步同方向的绕被测光源16转动±180°(或0～360°)，被测光源16自身旋转±180°(或0～360°)，来量得被测光源16在某一距离的空间光强分布。光学反射镜和光学接收器实现同步反射和同步接受，被测光源16在测量过程中相当稳定，整个光路在转动测量空间各个方向光强时也都很稳定。使用不同的光学接收器(第一光学接收器9、第二光学接收器10、第三光学接收器20或第四光学接收器25)很方便地实现多测量距离。

本发明采用软件和程序控制器等现有技术的自动控制系统，实现测量的全面自动控制。

Claims (12)

1.同步反射分布光度计，包括第一基座(1)，在第一基座(1)的对面设有第二基座(2)，所述第一基座(1)的第一转动中心线(3)和第二基座(2)的第二中心线(4)处于同一水平线上；所述第一基座(1)上设有光源支承轴(11)，光源支承轴(11)上装有灯臂(13)，灯臂(13)的另一端设有可使被测光源(16)绕自转轴(15)轴线转动的转动驱动装置(14)，所述自转轴(15)的轴线与第一转动中心线(3)垂直相交；所述第一基座(1)上还设有可绕第一转动中心线(3)转动的第一转轴(12)，所述第一转轴(12)的一端联接有第一转臂(5)，在所述第一转臂(5)的一端安装有反射被测光源(16)光束的第一光学反射镜(7)；其特征在于：在所述的光源支承轴(11)或灯臂(13)上设有锁定/松开机构(34，35)，当锁定/松开机构(34，35)处于松开状态时，灯臂(13)可绕水平轴线转动；在所述的第一转臂(5)上还设置有直接接收来自被测光源(16)光束的第二光学接收器(10)，第二光学接收器(10)正对被测光源(16)；在所述的第二基座(2)上设有反射来自第一光学反射镜(7)光束的第二光学反射镜(8)；可同步于第一光学反射镜(7)绕第一转动中心线(3)转动的第一光学接收器(9)设置在第一基座(1)的第一转臂(5)或第二基座(2)上，且第一光学接收器(9)的位置处于正面面对由被测光源(16)发出并经第一光学反射镜(7)、第二光学反射镜(8)反射的光束。

2.根据权利要求1所述的同步反射分布光度计，其特征在于：在所述的第二基座(2)上还安装有能接收被测光源(16)发出的经第一光学反射镜(7)反射过来的光束的第三光学接收器(20)和能将第二光学反射镜(8)移离测量光路、并将第三光学接收器(20)切入测量光路或者将第二光学反射镜(8)切入测量光路、并将第三光学接收器(20)移离测量光路的切换机构(29)。

3.根据权利要求2所述的同步反射分布光度计，其特征在于：所述的第三光学接收器(20)通过可绕水平轴线转动并可同第一转臂(5)同步转动的第二转臂(6)与第二基座(2)相联；所述第三光学接收器(20)的光轴与第二转臂(6)的水平转动中心线成一定夹角相交；通过切换机构(29)切入且就位后的第二转臂(6)的水平转动中心线与第一转动中心线(3)重合，所述的第三光学接收器(20)面对第一光学反射镜(7)，并正面面对来自被测光源(16)并经第一光学反射镜(7)反射的光束。

4.根据权利要求1所述的同步反射分布光度计，其特征在于：在所述的第二基座(2)上设有与第二中心线(4)同轴的第二转轴(26)，第二转轴(26)的一端连接有可与第一转臂(5)同步转动的第二转臂(6)，所述的第二光学反射镜(8)安装在第二转臂(6)上；所述的第一光学接收器(9)安装在第二转臂(6)或者第一转臂(5)上。

5.根据权利要求1或4所述的同步反射分布光度计，其特征在于：在所述的第一转臂(5)上安装有反射来自被测光源(16)并依次经第一光学反射镜(7)和第二光学反射镜(8)反射后光束的第三光学反射镜(21)；接收来自被测光源(16)并依次经第一光学反射镜(7)、第二光学反射镜(8)和第三光学反射镜(21)反射的光束的第一光学接收器(9)设置在第二基座(2)的第二转臂(6)上。

6.根据权利要求5所述的同步反射分布光度计，其特征在于：所述的第三光学反射镜(21)安装在第一转臂(5)上位于第一光学反射镜(7)的另一端；所述的第一光学接收器(9)设置在第二转臂(6)上第二光学反射镜(8)的另一端，并位于第二转臂(6)转动180°后第一光学接收器(9)正好替代第二光学反射镜(8)而面对第一光学反射镜(7)的位置。

7.根据权利要求4所述的同步反射分布光度计，其特征在于：在所述的第二转臂(6)上安装有第三光学接收器(20)，所述的第三光学接收器(20)位于第二转臂(6)转动一定角度后，能替代第二光学反射镜(8)而切入测量光路的位置，且第三光学接收器(20)面对第一光学反射镜(7)，并正面面对来自被测光源(16)并经第一光学反射镜(7)反射的光束。

8.根据权利要求4所述的同步反射分布光度计，其特征在于：在所述的第二转臂(6)上安装有第三激光对准器(24)，所述的第三激光对准器(24)位于第二转臂(6)转动一定角度后，能使第三激光对准器(24)发出的激光束经第一光学反射镜(7)反射后激光束光轴通过由第一转动中心(3)和自转轴(15)轴线所形成的交点的位置。

9.根据权利要求1或2或4或7或8所述的同步反射分布光度计，其特征在于：所述的光源支承轴(11)通过可让灯臂(13)作上下调节的导轨(32)和滑块组(33)与灯臂(13)联接。

10.根据权利要求1或2或4或7或8所述的同步反射分布光度计，其特征在于：在所述的光源支承轴(11)上设置有激光束光轴与第一转动中心线(3)重合的第一激光对准器(30)；在所述的第一转臂(5)上设置有激光束光轴通过由第一转动中心线(3)和自转轴(15)轴线所形成的交点的第二激光对准器(31)。

11.根据权利要求1或2或4所述的同步反射分布光度计，其特征在于：在所述的第一转臂(5)上设置无线发射接收装置，在第一转臂(5)上的电子和电气设备均由电池供电。

12.根据权利要求1或2或4或7或8所述的同步反射分布光度计，其特征在于：所述的光源支承轴(11)的一端或整根轴为空心轴，在空心轴中穿有导线。

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