CN103196552B - 一种窄光束led灯光强测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种窄光束LED灯光强测量装置，包括用于安装样品的样品安装台、用于接收样品发射光的光测量装置及用于安装光测量装置的测量台；所述光测量装置包含正对样品的聚光镜、孔中心位于聚光镜后焦面的限光孔以及用于接收限光孔出射光的光探测装置；所述样品安装台的样品安装位置中心位于光测量装置的测量光轴上。优点在于：可以在近距离测量样品光强，结构紧凑，节约空间，测量精度高；可以测量样品的空间光强分布，方便光学系统二次开发；可以测量偏振光影响，测量精度高；可同时采用多种光探测装置测量，测量速度快，测量精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种光强测量装置，尤其涉及一种窄光束LED灯光强测量装置。
背景技术
现有的光强测量装置一般由样品安装台和照度测量装置组成，在足够远距离处分别固定样品安装台和照度测量装置，利用光强-光照度的距离反比平方定律测量样品光强，通过旋转样品或者照度测量装置测量不同方向的样品光强。为了保证测量精度，采用这种方法测量时必须确保足够的测量距离，对于大光源或者窄光束光源或灯具需要在较远距离测量。目前LED器件由于光束会聚、总光通量小，不易测准光强，目前普遍采用测量平均光强的方法进行评价，无法真实反映LED器件光强。
上述仪器的不足：采用上述仪器测量光通量小，光束窄样品（如LED器件及射灯等）时，样品光束窄且需要在足够远距离测量，距离增加后样品光通量小，会导致照度测量装置接收到的光信号变弱，影响测量精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以在近距离测量，精确度高的窄光束LED灯光强测量装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种窄光束LED灯光强测量装置，包括用于安装样品的样品安装台、用于接收样品发射光的光测量装置及用于安装光测量装置的测量台；所述光测量装置包含正对样品的聚光镜、孔中心位于聚光镜后焦面的限光孔以及用于接收限光孔出射光的光探测装置；所述样品安装台的样品安装位置中心位于光测量装置的测量光轴上。聚光镜可以是透镜或反光镜等光学元件或它们的组合组成的聚光装置；限光孔可以是一个中心开孔的黑色挡光板，也可以是一个中心设有通光孔的反光镜，或者是积分球壁上的一个开孔；光探测装置可以是光探头（如光度探头、色度探头、辐射度探头）、光谱辐射分析仪、面阵光电传感器（如CCD、CMOS等）等测光装置，采用测光装置直接接收限光孔出射光，也可以是由光接收装置（如积分球、漫射片、滤光片、光纤、棱镜、透镜、反光镜等光学元件或它们的组合）和测光装置的组合；光接收装置至少包含一个进光口和一个出光口，进光口与限光孔配合接收限光孔出射光，出光口与测光装置的测光口连接。
使用时，利用样品安装台安装样品，样品出射光中平行于测量光轴的光经聚光镜会聚于限光孔后出射到光探测装置，测量得到样品的光强、光谱、辐强度、色度参数等。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施：所述的样品安装台包含基座和安装在基座上的第一旋转轴；所述的第一旋转轴的轴线处于样品发光面的中心线上，且与光测量装置的测量光轴垂直正交。旋转轴用于旋转样品，通过旋转样品可以测量样品在不同方向的光强，得到样品的光强分布，使用方便，测量精度高。
所述的样品安装台包含安装在第一旋转轴上的第二旋转轴，第二旋转轴的轴线与第一旋转轴的轴线垂直正交，所述的第一旋转轴的轴线和第二旋转轴的轴线的交点位于光测量装置的测量光轴上。第一旋转轴和第二旋转轴用于旋转样品，通过旋转样品可以测量样品在全空间的光强分布，使用方便，测量精度高。
所述的测量台包含一个旋转臂，所述的光测量装置固定安装在旋转臂上；旋转臂的旋转轴轴线处于样品发光面的中心线上；所述光测量装置的测量光轴与旋转臂的旋转轴垂直正交。旋转臂用于旋转聚光镜、限光孔以及光探测装置测量样品在不同方向的光强分布，使用方便，测量精度高。
所述的样品安装台包含基座和安装在基座上的第一旋转轴，所述的第一旋转轴的轴线与旋转臂的旋转轴垂直正交。第一旋转轴用于旋转样品，旋转臂用于旋转聚光镜、限光孔以及光探测装置，可以测量样品在全空间的光强分布，使用方便，测量精度高。
所述的样品安装台和光测量装置之间设置有检偏装置。检偏装置用于分离平行偏振光和垂直偏振光，对两种偏振光分别进行测量，使用方便，测量精度高。所述的样品安装台和光测量装置之间设置有消杂光光阑。消杂光光阑可以是一个或一组中心开孔的挡光屏，可以用于减少杂散光，测量精度高
所述的限光孔是反光镜中心设置的通光孔。限光孔的通光孔用于接收测量光线，限光孔的反光镜用于反射其它光线。限光孔所在发光镜的反射光路上设置有观测装置。观测装置可以是一个目镜，或者是一个面阵光电传感器（如CCD、CMOS等），也可以透镜、反光镜等光学元件和目镜或面阵光电传感器的组合装置。所述的限光孔所在反光镜的反射光路上设置有观测装置，方便用户瞄准与调整样品位置。
所述的光探测装置的光接收面和限光孔孔面重合。光探测装置的光接收面和限光孔孔面重合可以充分接收测量光线，测量精度高。例如光探测装置是光接收装置和测光装置的组合，光接收装置是一个积分球。
所述的光探测装置的光接收面法线与光测量装置的测量光轴成一定夹角。光探测装置的光接收面法线与光测量装置的测量光轴成一定夹角可以减少反射杂光的影响，测量精度高。
所述的聚光镜为透镜或反光镜或透镜与反光镜的组合。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、可以在近距离测量样品光强，本测量装置结构紧凑，节约空间，测量精度高；
2、可以测量样品的空间光强分布，方便光学系统二次开发；
3、可以测量偏振光影响，测量精度高；
4、可同时采用多种光探测装置测量，测量速度快，测量精度高。
附图说明
图1为发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例二的结构示意图；
图3为本发明实施例三的结构示意图；
图4为本发明实施例四的结构示意图；
图5为本发明实施例五的结构示意图；
图6为本发明的光测量装置的结构示意图（一）；
图7为本发明的光测量装置的结构示意图（二）；
图8为本发明中的光测量装置的结构示意图（三）；
图9为本发明中的光测量装置的结构示意图（四）；
图10为本发明实施例六的结构示意图。
图中：1. 样品安装台、1-1. 基座、1-2. 第一旋转轴、1-3. 第二旋转轴、2. 光测量装置、2-1. 聚光镜、2-2. 限光孔、2-3. 光探测装置、2-3-1. 光接收装置、2-3-2. 测光装置、3. 测量台、3-1. 旋转臂、4、检偏装置、5. 消杂光光阑、6. 观测装置、7. 底座、8. 样品。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：一种窄光束LED灯光强测量装置，如图1所示，它包括用于安装样品的样品安装台1、用于接收样品发射光的光测量装置2及用于安装光测量装置的测量台3；所述样品安装台1的样品安装位置中心位于光测量装置2的测量光轴上，样品安装台1和测量台3安装在地面上。
光测量装置2可如图6所示，光测量装置2包含正对样品的聚光镜2-1、孔中心位于聚光镜2-1后焦面的限光孔2-2以及用于接收限光孔2-2出射光的光探测装置2-3；光探测装置2-3包括光接收装置2-3-1及测光装置2-3-2；图中所示的聚光镜是一个凸透镜，限光孔2-2为设置在反光镜中心的通光孔，在反光镜的反射光路上设置有观测装置6，光接收装置2-3-1是一个凸透镜，测光装置2-3-2是光度探头，光度探头接收面不垂直于测量光轴。
光测量装置2也可如图7所示，光测量装置2包含正对样品安装台1的聚光镜2-1、孔中心位于聚光镜2-1后焦面的限光孔2-2以及用于接收限光孔2-2出射光的光探测装置2-3；光探测装置2-3包括光接收装置2-3-1及测光装置2-3-2；图中所示的聚光镜是一个凸透镜，限光孔2-2是一个中心开孔的黑色挡光板，光接收装置2-3-1是一个凸透镜，测光装置2-3-2是光度探头，光度探头接收面不垂直于测量光轴。
光测量装置2也可如图8所示，光测量装置2包含正对样品安装台1的聚光镜2-1、孔中心位于聚光镜2-1后焦面的限光孔2-2以及用于接收限光孔2-2出射光的光探测装置2-3；光探测装置2-3包括光接收装置2-3-1及测光装置2-3-2；图中所示的聚光镜是一个凸透镜，限光孔2-2为积分球壁上设置的开孔，光接收装置2-3-1是一个积分球，积分球上设置有一个进光口和一个出光口，积分球进光口和限光孔2-2的开孔位置重合，测光装置2-3-2是光谱辐射分析仪，光谱辐射分析仪的探测口设置在积分球出光口上。
光测量装置2也可如图9所示，光测量装置2包含正对样品安装台1的聚光镜2-1、孔中心位于聚光镜2-1后焦面的限光孔2-2以及用于接收限光孔2-2出射光的光探测装置2-3；光探测装置2-3包括光接收装置2-3-1及测光装置2-3-2；图中所示的聚光镜是一个凸透镜，限光孔2-2为设置在挡光板的中心开孔，光探测装置2-3是一个光谱辐射分析仪，光谱辐射分析仪的进光口与限光孔2-2的开孔位置重合。
使用时，利用样品安装台1安装样品，样品出射光中平行于测量光轴的光经聚光镜会聚于限光孔后出射到光探测装置，测量得到样品的光强、光谱、辐强度、色度参数等。
聚光镜为透镜或反光镜或透镜与反光镜组合而成的聚光装置，限光孔为黑色挡光板上的中心开孔，光探测装置为光度探头或色度探头或辐射度探头或光谱辐射分析仪或面阵光电传感器或光接收装置和测光装置的组合；光接收装置至少包含一个进光口和一个出光口，进光口与限光孔配合接收限光孔出射光，出光口与测光装置的测光口连接。
实施例二：一种窄光束LED灯光强测量装置，如图2所示，样品安装台1包含基座1-1和安装在基座1-1上的第一旋转轴1-2；第一旋转轴1-2的轴线处于样品发光面的中心线上，且与光测量装置2的测量光轴垂直正交。样品安装台1和测量台3安装在底座7。其余结构同实施例1。
实施例三：一种窄光束LED灯光强测量装置，如图3所示，样品安装台包含基座1-1和安装在基座1-1上的第一旋转轴1-2，第一旋转轴1-2上安装有第二旋转轴1-3；第一旋转轴1-2的轴线和第二旋转轴1-3的轴线垂直正交；第一旋转轴1-2的轴线和第二旋转轴1-3的轴线交点位于光测量装置2的测量光轴上，其余结构同实施例2。
实施例四：一种窄光束LED灯光强测量装置，如图4所示，光强测量装置，测量台3包含一个旋转臂3-1，光测量装置2固定安装在旋转臂3-1上；旋转臂3-1的旋转轴轴线处于样品发光面的中心线上；光测量装置2的测量光轴与旋转臂3-1的旋转轴垂直正交。
样品安装台1包含基座1-1和安装在基座1-1上的旋转轴1-2；旋转轴1-2通过样品安装台1的样品安装位置中心，带动样品自转。样品安装台1和测量台3安装在底座7。其余结构同实施例1。
实施例五：一种窄光束LED灯光强测量装置，如图5所示，光强测量装置，所述的测量台3包含一个旋转臂3-1，所述的光测量装置2固定安装在旋转臂3-1上；所述样品安装台1的样品安装位置中心也位于旋转臂3-1的旋转轴上；所述光测量装置2的测量光轴与旋转臂3-1的旋转轴垂直正交。旋转臂3-1通过一个空心轴固定在底座7上，样品安装台1穿过空心轴中心固定在底座7上，样品安装台1包含基座1-1和安装在基座1-1上的旋转轴1-2；旋转轴1-2通过样品安装台1的样品安装位置中心，带动样品自转。其余结构同实施例1。
实施例六：一种窄光束LED灯光强测量装置，如图10所示，它包括用于安装样品的样品安装台1、用于接收样品发射光的光测量装置2及用于安装光测量装置的测量台3；所述样品安装台1的样品安装位置中心位于光测量装置2的测量光轴上，样品安装台1和光测量装置2之间设置有检偏装置4和消杂光光阑5。样品安装台1、测量台3、检偏装置4和消杂光光阑5固定在底座7上。其余结构同实施例1。
Claims (10)
1.一种窄光束LED灯光强测量装置，包括用于安装样品的样品安装台、用于接收样品发射光的光测量装置及用于安装光测量装置的测量台；其特征在于所述光测量装置包含正对样品的聚光镜、孔中心位于聚光镜后焦面的限光孔以及用于接收限光孔出射光的光探测装置；所述样品安装台的样品安装位置中心位于光测量装置的测量光轴上，所述的光探测装置的光接收面和限光孔孔面重合；
所述的样品安装台包含基座和安装在基座上的第一旋转轴；所述的第一旋转轴的轴线位于样品发光面上，且与光测量装置的测量光轴垂直正交；
所述的样品安装台包含安装在第一旋转轴上的第二旋转轴，第二旋转轴的轴线与第一旋转轴的轴线垂直正交，所述的第一旋转轴的轴线和第二旋转轴的轴线的交点位于光测量装置的测量光轴上。
2.根据权利要求1所述的一种窄光束LED灯光强测量装置，其特征在于所述的样品安装台和光测量装置之间设置有检偏装置，所述的样品安装台和光测量装置之间设置有消杂光光阑。
3.根据权利要求1或2所述的一种窄光束LED灯光强测量装置，其特征在于所述的限光孔为反光镜中心设置的通光孔，所述的限光孔所在反光镜的反射光路上设置有观测装置。
4.根据权利要求1或2所述的一种窄光束LED灯光强测量装置，其特征在于所述的光探测装置的光接收面法线与光测量装置的测量光轴成一定夹角。
5.根据权利要求3所述的一种窄光束LED灯光强测量装置，其特征在于所述的聚光镜为透镜或反光镜或透镜与反光镜的组合。
6.一种窄光束LED灯光强测量装置，包括用于安装样品的样品安装台、用于接收样品发射光的光测量装置及用于安装光测量装置的测量台；其特征在于所述光测量装置包含正对样品的聚光镜、孔中心位于聚光镜后焦面的限光孔以及用于接收限光孔出射光的光探测装置；所述样品安装台的样品安装位置中心位于光测量装置的测量光轴上，所述的光探测装置的光接收面和限光孔孔面重合；
所述的测量台包含一个旋转臂，所述的光测量装置固定安装在旋转臂上；旋转臂的旋转轴轴线处于样品发光面的中心线上；所述光测量装置的测量光轴与旋转臂的旋转轴垂直正交；
所述的样品安装台包含基座和安装在基座上的第一旋转轴，所述的第一旋转轴的轴线与旋转臂的旋转轴垂直正交。
7.根据权利要求6所述的一种窄光束LED灯光强测量装置，其特征在于所述的样品安装台和光测量装置之间设置有检偏装置，所述的样品安装台和光测量装置之间设置有消杂光光阑。
8.根据权利要求6或7所述的一种窄光束LED灯光强测量装置，其特征在于所述的限光孔为反光镜中心设置的通光孔，所述的限光孔所在反光镜的反射光路上设置有观测装置。
9.根据权利要求6或7所述的一种窄光束LED灯光强测量装置，其特征在于所述的光探测装置的光接收面法线与光测量装置的测量光轴成一定夹角。
10.根据权利要求8所述的一种窄光束LED灯光强测量装置，其特征在于所述的聚光镜为透镜或反光镜或透镜与反光镜的组合。
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