CN203011530U - 一种半球积分球测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半球积分球测量装置，包括半球积分球、装载平台和测光装置，在半球积分球的底板上设置测量窗口，在测量窗口和装载平台之间设置遮光装置，遮光装置与测量窗口或者光源基座相连接。本实用新型通过设置遮光装置，只需将设置在装载平台上的光源基座相对移动到测量窗口处，即可实现待测光源的在线快速检测，无需使用升降装置，具有结构简单、测量速度快等特点。

Description

一种半球积分球测量装置

技术领域

本实用新型涉及光源检测装置技术，具体涉及一种半球积分球测量装置。

背景技术

典型的积分球是一个中空的，内壁涂一层平整的漫反射材料的完整球壳，常用作混光器或光束收集器，用于光谱、颜色和光度的测量等。积分球以其操作方便、速度快、设备简单、准确度高等优点，而广泛应用于光源生产、照明工程和科学研究等领域。

使用普通积分球测量光源时，需要将每个待测光源安装在光源安装端上，进行逐个检测，整个操作过程包括打开积分球、安装待测光源、记录测试数据、卸下待测光源等一系列操作，十分繁琐，并不适用于大批量在线检测工作。为满足光源的在线检测需求，公开号为CN200959025Y、CN201335765Y、CN201335873Y和CN201852908U等系列专利中，均公开了积分球在线检测装置，但仍存在一些不足之处。

就积分球测量几何而言，包括具有测量开口的缺球形积分球和半球积分球，缺球形积分球一方面由于几何缺陷，混光效果不理想；另一方面，相对于半球积分球，缺球形积分球体积相对较大，特别是大尺寸光源，需要的积分球尺寸更大。就测量方式而言，现有的积分球在线检测装置包括两种测量方式，一种是在生产线上设置升降装置，当光源移动至积分球开口下方时，升降装置将待测光源上升/下降至积分球的开口位置进行测量；另一种是包括在积分球上设置升降装置，当光源移动积分球开口下方时，积分球升降装置将积分球整体上升/下降至待测光源处进行测量。上述测量方式均需要通过升降装置将待测光源耦合到积分球的开口位置进行测量，测量系统的机械结构较为复杂，且升降工作需要一定的时间，测量较为耗时。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种半球积分球测量装置，既保留了半球积分球体积小的特点，同时又无需使用升降装置，具有结构简单、测量速度快等特点，可实现待测光源的在线快速检测。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种半球积分球测量装置，包括半球积分球、装载平台和测光装置，装载平台上设置有光源基座，待测光源安装于光源基座上；其特征在于，半球积分球由半球型壳体和底板组成，在底板上还设置测量窗口，在测量窗口和装载平台之间设置可使待测光源通过的遮光装置，遮光装置与测量窗口或者光源基座相连接；所述的装载平台位于底板的一侧，半球积分球安装在支撑装置上、并沿装载平台相对移动；半球积分球上设有采样窗口，测光装置测量经由采样窗口采集的待测光源的光信号。

测试时，将待测光源安装于光源基座上，由于待测光源可通过遮光装置，装载平台上的光源基座相对移动到半球积分球底板上测量窗口的位置，从而使得待测光源位于遮光装置、测量窗口和装载平台构成的空腔内，上述空腔的尺寸应足够大，以确保待测光源完全容纳在空腔内，待测光源发出的光线也得以全部进入积分球内充分混光，采样窗口收集所需的光学数据，测光装置测量上述光信号，实现待测光源光信号的准确测量。一般在装载平台上设有多个光源基座，各个光源基座上的待测光源依次相对移动到测量窗口处进行检测，从而实现待测光源的在线自动化检测，相比于现有的积分球在线检测装置，本实用新型既秉承了半球积分球体积小的特点，又通过设置遮光装置，无需配置将待测光源耦合到积分球的开口位置的升降装置，测量系统结构简单且测量速度快，大幅提高工作效率。需要注意的是，本实用新型可以独立设置，也可以与其他测量系统或生产线相结合使用，如本实用新型可以与光源老化装置相结合，用来测量老化前后待测光源的光色参数，从而为待测光源提供全面的解决方案。

本实用新型可以通过以下技术特征进一步限定和完善：

作为优选，所述的遮光装置为黑色遮光绒布或者为可自动升降的黑色遮光闸门或者其他遮光材料。遮光装置安装于测量窗口或者光源基座处，当待测光源相对移动至测量窗口处，待测光源可直接通过黑色遮光绒布，直至待测光源位于装载平台、黑色遮光绒布和测量窗口形成的空腔中；或者黑色遮光闸门自动升降使待测光源通过，然后黑色遮光闸门自动关闭，使待测光源位于装载平台、黑色遮光闸门和测量窗口形成的空腔中，从而确保测量顺利进行。

本实用新型中，装载平台位于半球积分球底板的一侧，包括两种技术方案：所述的装载平台位于底板的下方，遮光装置与测量窗口相连接；或者所述的装载平台位于底板的上方，遮光装置与光源基座相连接。

作为优选，所述的测量窗口为开口大小和形状可调的活动窗口。根据待测光源的大小和形状，相应地调节测量窗口的开口，以确保待测光源能够容纳于遮光装置、测量窗口和装载平台构成的空腔内。这里的测量窗口的数量为两个或者两个以上，各个测量窗口依次叠加设置，各个测量窗口相结合，从而灵活调节半球积分球入光口的大小。例如，当装载平台位于底板的下方，即半球积分球位于装载平台的上方，包括第一和第二两个测量窗口时，第一测量窗口设置在半球积分球的底板上，第二测量窗口设置在第一测量窗口的下方，在该技术方案下，第一测量窗口可为尺寸和形状不变的固定窗口，仅通过调节第二测量窗口来调节半球积分球的入光口大小；或者第一和第二测量窗口均为尺寸和形状可变的活动窗口，两个测量窗口相结合，来调节半球积分球入光口的大小。

作为一种技术方案，所述的底板和测量窗口均为反射面在半球型壳体内侧的反射镜，由于反射镜一般具有高反射率，光线通过反射镜的镜像，半球即可实现全球的混光效果，特别是对于某些具有后射光的光源，混光效果更好，测量准确度更高；或者所述的底板和测量窗口面向半球型壳体内的一侧均涂有漫反射涂料。这里的漫反射涂料也为白色高反射率涂料，光线在高反射率的半球积分球内充分混光，相比于仅积分球穹顶进行混光的半球积分球(如CN201852908U)，混光效果更好。

作为一种方案，包括驱动机构，所述的装载平台中包括导轨和用以使光源基座在导轨上移动的传动机构，所述的传动机构与驱动机构电连接，即“半球积分球不动、装载平台带动待测光源移动”。该技术方案中，在驱动机构的控制下，传动机构将安装了待测光源的光源基座，沿导轨移动至测量窗口处进行测量。或者包括驱动机构，所述的驱动机构与半球积分球相连接，驱动机构驱动半球积分球沿装载平台移动，即“装载平台不动、半球积分球沿装载平台移动”。测量时，驱动机构驱动半球积分球移动至测量窗口处进行测量，待测光源在测量窗口下方完成测量，然后通过手动/自动移动半球积分球或者装载平台，将下一个待测光源移动至测量窗口处进行测量，直至完成所有待测光源的测试。

上述的驱动机构可为手动驱动机构或者电动驱动机构，当驱动机构为手动驱动机构时，以“装载平台不动、半球积分球沿装载平台移动”为例，上一个光源测量完毕，手动驱动半球积分球移至下一个待测光源的上方进行测量，……，以此类推，直至完成所有待测光源的测量；当驱动机构为电动机或者电动按钮或者控制系统等电动驱动机构时，以“半球积分球不动、装载平台带动待测光源移动”为例，上一个光源测量完毕，在驱动机构的控制下，传动机构将下一个待测光源自动带动至测量窗口处进行测量，……，以此类推，直至完成所有待测光源的测量。

作为优选，所述的支撑装置包括支撑板、支撑柱和活动支脚，所述的支撑板设置在半球型壳体的最大球径端和支撑柱之间，所述的支撑板和支撑柱相连接，在支撑柱的下方设置可调节高度的活动支脚。支撑装置用以支撑整个半球积分球体，活动支脚用以调节半球积分球高度，从而使半球积分球测量系统的高度可调，可适用于各种高度生产线的检测。

作为优选，包括固定杆，所述的底板和半球型壳体之间、以及底板和测量窗口均通过固定杆相连接。

作为一种技术方案，在一个光源基座上设置多个待测光源，当光源基座相对移动到半球积分球底板上测量窗口的位置后，待测光源逐个点亮，由测光装置依次采集每个待测光源的所需数据，实现多个待测光源的快速检测，大幅提高待测光源检测的工作效率。多个待测光源逐个点亮可通过多路程控电源或者其他控制方式实现。

作为一种技术方案，所述的光源基座表面涂有漫反射涂料，且所述的漫反射涂料为白色高反射率涂料。这样有助于降低光源基座对于测量结果的影响，提高均匀性。

作为一种技术方案，包括一个或者多个采样窗口，与之相对应的测光装置为光度探头和/或光谱辐射计或其他装置。需要指出的是，半球形壳体可以是标准半球形，也可以是各种类似半球的形状。

综上所述，相比于现有的积分球在线检测装置，本实用新型通过设置可通过待测光源的遮光装置，只需将设置在装载平台上的光源基座相对移动到测量窗口处，即可实现待测光源的在线快速测量。既秉承了半球积分球体积小的特点，也无需配置升降装置，具有结构简单、测量速度快等特点。

附图说明

附图1是实施例1的剖面图；

附图2是实施例1的左视图；

附图3是实施例1的立体图；

附图4是实施例2的剖面图；

附图5是实施例2的左视图；

附图6是实施例3的剖面图；

附图7是实施例1、实施例2和实施例3的仰视图。

1-半球积分球；1-1-半球型壳体；1-2-底板；2-装载平台；2-1导轨；2-2-传动机构；3-测光装置；4-光源基座；5-待测光源；6-测量窗口；6-1第一测量窗口；6-2第二测量窗口；7-遮光装置；8-支撑装置；8-1-支撑板；8-2-支撑柱；8-3-活动支脚；9-采样窗口；10-罩壳；11-驱动机构；12-固定杆；13-挡光板；14-温度探头。

具体实施方式

实施例1

如图1、2和3所示，一种半球积分球测量装置，包括半球积分球1，装载平台2，测光装置3，光源基座4，待测光源5，测量窗口6，遮光装置7，支撑装置8，采样窗口9，驱动机构11，挡光板13，温度探头14和罩壳10。

半球积分球1由内部带白色高反射率涂层的半球型壳体1-1和底板1-2组成，底板1-2上设置了测量窗口6，测量窗口6的下方设置了与其相连接的遮光装置7，遮光装置7的高度大于等于测量窗口6和装载平台2之间的垂直距离，这里的遮光装置7为黑色遮光绒布；半球形壳体1-1上设有采样窗口9和实时测量球内温度的温度探头14，采样窗口9与测光装置3相连接，这里的测光装置3为光谱仪，测光装置3和驱动机构11设置在罩壳10内，测光装置3通过采样窗口9接收来自待测光源5的光信号；半球积分球1内还设置两个挡板13，用以遮挡照射到采样窗口9和温度探头14上的直射光。

本实施例中，装载平台2位于半球积分球1的下方，装载平台2上设置有多个光源基座4，各个待测光源5安装于光源基座4上，光源基座4表面涂有漫反射涂料。本实施例中，装载平台2不动，驱动机构11为可编程控制系统，驱动机构11与半球积分球1电连接，驱动机构11驱动半球积分球1沿装载平台2移动。

如图7所示，本实施例中的底板1-2由两块反射镜组成，测量窗口6也为反射面在半球型壳体1-1内侧的反射镜。这里的测量窗口6为可根据待测光源5的大小和形状，开口可调的活动窗口，适用于不同尺寸和形状的待测光源5的检测。底板1-2和半球型壳体1-1之间、底板1-2和测量窗口6之间均通过固定杆12和螺钉相连接；支撑装置8包括支撑板8-1、支撑柱8-2和活动支脚8-3，所述的支撑板8-1设置在半球型壳体1-1的最大球径端和支撑柱8-2之间，所述的支撑板8-1和支撑柱8-2相连接，在支撑柱8-2的下方设置可调节高度的活动支脚8-3，调节活动支脚8-3的高度实现半球积分球测量系统的高度可调，适用于各种高度生产线的检测。

实际测量时，装载平台2保持不动，在驱动机构11的控制下，半球积分球1移动至光源基座4的正上方，使得待测光源5容纳在测量窗口6、装载平台2和遮光装置7形成的空腔内，待测光源5在该空腔内发出的光线入射到测量窗口6处，并在由半球型壳体1-1、底板1-2和测量窗口6构成的半球积分球1内充分混光，测光装置3通过采样窗口9收集所需的光学数据，完成该待测光源5的检测。当检测完毕后，由驱动机构11控制，半球积分球1移动至下一个光源基座4处，进行下一个待测光源5的检测。

实施例2

如图4和5所示，本实施例与实施例1的结构基本相似，所不同的是，驱动机构11外置在罩壳10外，装载平台2位于半球积分球1的上方，装载平台2包括导轨2-1和传动机构2-2，传动机构2-2与驱动机构11电连接，以驱动光源基座4在导轨2-1上移动。

实际测量时，半球积分球1不动，在传动机构2-2的带动下，装载平台2沿导轨2-1将光源基座4移动到半球积分球1的测量窗口6正上方，待测光源5容纳在测量窗口6、装载平台2和遮光装置7形成的空腔内，待测光源5在该空腔内发出的光线入射到测量窗口6处，并在由半球型壳体1-1、底板1-2和测量窗口6构成的半球积分球1内充分混光，测光装置3通过采样窗口9收集所需的光学数据，完成该待测光源5的检测。当检测完毕后，由驱动机构11控制，装载平台2上的导轨2-1在传动机构2-2的带动下，将下一个光源基座4移动到半球积分球1的测量窗口6正上方，进行下一个待测光源5的检测。

实施例3

如图6所示，与实施例1不同的是，包括两个测量窗口6，分别为第一测量窗口6-1和第二测量窗口6-2，第二测量窗口6-2设置在第一测量窗口6-1的下方，底板1-2、第一测量窗口6-1和第二测量窗口6-2面向半球积分球1一侧均涂有高反射率的白色漫反射涂料，待测光源5位于第二测量窗口6-2、半球型壳体1-2和底板1-2构成的空腔内，待测光源5发出的光线在上述空腔内充分混光。

本实施例中的第一测量窗口6-1为尺寸和形状均不变的固定窗口，根据待测光源5的具体形状和尺寸大小，通过第二测量窗口6-2的开口大小和形状来调节入光口的大小，实现待测光源5的测量。

本实施例的测量方式与实施例1和2的测量方式均不同，本实施例不包括驱动机构11，通过手动移动的方式来改变半球积分球1和装载平台2上光源基座4的相对位置。实际测量时，装载平台2上设置多个光源基座4，每个光源基座4均设置待测光源5；测量时，装载平台2相对半球积分球1静止不动，半球积分球1在某一光源基座4处，测量某一待测光源5，测试完成后；手动将半球积分球1移动至下一个光源基座4处，进行测量，……，依次类推，手动移动半球积分球1直至完成所有待测光源5的测量。

Claims (10)

1.一种半球积分球测量装置，包括半球积分球(1)、装载平台(2)和测光装置(3)，装载平台(2)上设置有光源基座(4)，待测光源(5)安装于光源基座(4)上，其特征在于，半球积分球(1)由半球型壳体(1-1)和底板(1-2)组成，在底板(1-2)上设置测量窗口(6)，在测量窗口(6)和装载平台(2)之间设置可使待测光源(5)通过的遮光装置(7)，遮光装置(7)与测量窗口(6)或者光源基座(4)相连接；所述的装载平台(2)位于底板(1-2)的一侧，半球积分球(1)安装在支撑装置(8)上、并沿装载平台(2)相对移动；半球积分球(1)上设有采样窗口(9)，测光装置(3)测量由采样窗口(9)采集的待测光源(5)的光信号。

2.如权利要求1所述的一种半球积分球测量装置，其特征在于，所述的遮光装置(7)为黑色遮光绒布或者为可自动升降的黑色遮光闸门。

3.如权利要求1所述的一种半球积分球测量装置，其特征在于，所述的装载平台(2)位于底板(1-2)的下方，遮光装置(7)与测量窗口(6)相连接；或者所述的装载平台(2)位于底板(1-2)的上方，遮光装置(7)与光源基座(8)相连接。

4.如权利要求1所述的一种半球积分球测量装置，其特征在于，所述的测量窗口(6)为开口大小和形状可调的活动窗口。

5. 如权利要求1或4所述的一种半球积分球测量装置，其特征在于，所述的测量窗口(6)的数量为两个或者两个以上，各个测量窗口(6)依次叠加设置。

6.如权利要求1所述的一种半球积分球测量装置，其特征在于，所述的底板(1-2)和测量窗口(6)均为反射面在半球型壳体(1-1)内侧的反射镜；或者所述的底板(1-2)和测量窗口(6)面向半球型壳体(1-1)内的一侧均涂有漫反射涂料。

7.如权利要求1所述的一种半球积分球测量装置，其特征在于，包括驱动机构(11)，所述的装载平台(2)中包括导轨(2-1)和用以使光源基座(4)在导轨(2-1)上移动的传动机构(2-2)，所述的传动机构(2-2)与驱动机构(11)电连接。

8.如权利要求1所述的一种半球积分球测量装置，其特征在于，包括驱动机构(11)，所述的驱动机构(11)与半球积分球(1)相连接，驱动机构(11)驱动半球积分球(1)沿装载平台(2)移动。

9.如权利要求1所述的一种半球积分球测量装置，其特征在于，所述的支撑装置(8)包括支撑板(8-1)、支撑柱(8-2)和活动支脚(8-3)，所述的支撑板(8-1)设置在半球型壳体(1-1)的最大球径端和支撑柱(8-2)之间，所述的支撑板(8-1)和支撑柱(8-2)相连接，在支撑柱(8-2)的下方设置可调节高度的活动支脚(8-3)。

10.如权利要求1所述的一种半球积分球测量装置，其特征在于，包括固定杆(12)，所述的底板(1-2)和半球型壳体(1-1)之间、以及底板(1-2)和测量窗口(6)之间均通过固定杆(12)相连接。

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