DE112010004636T5

DE112010004636T5 - Ulbrichtkugel-Fotometer und Messverfahren mit demselben

Info

Publication number: DE112010004636T5
Application number: DE112010004636T
Authority: DE
Inventors: Seongchong Park; Dong Hoon Lee; Seung Nam Park
Original assignee: Korea Research Institute of Standards and Science KRISS
Current assignee: Korea Research Institute of Standards and Science KRISS
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2012-10-04
Also published as: WO2011068281A1; US20120229801A1; US8625088B2; AU2010327508B2; CN102667425A; KR101091791B1; JP2013512451A; KR20110061158A; CN102667425B; JP5486692B2; AU2010327508A1

Abstract

Es wird ein Ulbrichtkugel-Fotometer und ein Messverfahren mit demselben bereitgestellt. Das Ulbrichtkugel-Fotometer umfasst eine Ulbrichtkugel mit einer linken Halbkugel und einer rechten Halbkugel, ein Fotometer, das an der mittleren Oberfläche der ersten Halbkugel angeordnet ist, eine Fotometer-Abschirmung, die in einem Abstand vor dem Fotometer angeordnet ist, eine zu testende Lichtquelle, die in dem mittleren Bereich der Ulbrichtkugel angeordnet ist, um ein Licht zu wenigstens einem Beleuchtungsbereich der linken Halbkugel zu strahlen, ein Hilfsleuchtenteil, das in der Umgebung eines Kontaktbereichs zwischen der linken Halbkugel und der rechten Halbkugel angeordnet ist, um ein Licht zu dem Beleuchtungsbereich zu strahlen, und eine Hilfsleuchten-Abschirmung, die um die Hilfsleuchte angeordnet ist, um zu verhindern, dass ein von der zu testenden Lichtquelle abgegebenes Licht direkt zu dem Hilfsleuchtenteil gestrahlt wird, und um ferner zu verhindern, dass ein von dem Hilfsleuchtenteil ausgesendetes Licht direkt zu der zu testenden Lichtquelle gestrahlt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Messen eines Gesamtlichtstroms [Einheit: Im] unter Verwendung einer Ulbrichtkugel und eines Fotometers und insbesondere ein Integrationsfotometer, das selbst auf eine flache Oberflächenlichtquelle, die eine Größe von mehreren zehn Zentimetern oder darüber besitzt und Licht nur in einer bestimmten Richtung aussendet, halbkugelförmige sowie kleine herkömmliche Lichtquellen angewendet werden kann.
Stand der Technik
Der Gesamtlichtstrom ist einer der Schlüsselparameter, die die Nettobleuchtungsleistung einer Lichtquelle beschreiben, der als die Summe aus dem durch eine Lichtquelle in alle Richtungen ausgesendeten Lichtstrom [Einheit: Im] definiert ist. Die Lichtausbeute [Einheit: Im/W] zum Beispiel wird auf der Grundlage des Gesamtlichtstroms bewertet, das heißt aus einem Verhältnis eines abgegebenen Gesamtlichtstroms [Einheit: Im] zu einer eingegebenen elektrischen Leistung [Einheit: W] bestimmt. Demzufolge ist eine exakte Messung eines Gesamtlichtstroms für die Bewertung der Leistung von Leuchtvorrichtungen sehr wichtig.
Im Allgemeinen wird die Messung eines Gesamtlichtstroms mit Hilfe eines Goniofotometers durchgeführt. Nach der Messung der räumlichen Verteilung einer über einen Raumwinkel von 4π abgegebenen Lichtstärke unter Verwendung eines Referenzfotometers, dessen Lichtstärke-Empfindlichkeit kalibriert worden ist, erhält man den Gesamtlichtstrom durch mathematische Integration der Lichtstärkeverteilung.
Alternativ kann die Messung eines Gesamtlichtstroms auch durch ein Ulbrichtkugel-Fotometer durchgeführt werden. Im Prinzip integriert das Ulbrichtkugel-Fotometer strukturell den Lichtstrom in der Ulbrichtkugel und liefert ein Ausgangssignal, das in etwa proportional zu dem Wert des Gesamtlichtstroms einer Lichtquelle in der Ulbrichtkugel ist. Da das Ulbrichtkugel-Fotometer diese Proportionalität ausnutzt, wird die Messung dadurch durchgeführt, dass eine zu testende Lichtquelle mit einer Referenzleuchte verglichen wird, deren Gesamtlichtstrom kalibriert worden ist. Die Ulbrichtkugel ist aufgrund ihrer einfachen Struktur und kurzen Messzeit vorteilhaft.
Wenn eine Referenzleuchte und eine zu testende Lichtquelle von gleicher Art sind, erhält man mit dem Ulbrichtkugel-Fotometer durch eine einfache Vergleichsmessung leicht einen sehr genauen Gesamtlichtstrom. Aufgrund dieses Vorteils hat das Ulbrichtkugel-Fotometer in der Praxis eine breite Anwendung gefunden.
Wenn jedoch eine Referenzleuchte und eine zu testende Lichtquelle eine unterschiedliche Form, spektrale Verteilung und räumliche Verteilung haben, führen all diese Unterschiede zu Messfehlern. Um die Fehler zu verringern, muss mit einem Ulbrichtkugel-Fotometer zusätzlich ein Korrekturschritt durchgeführt werden. Der Korrekturschritt kann eine Selbstabsorptions-Fehlanpassungskorrektur, eine spektrale Fehlanpassungskorrektur und eine räumliche Fehlanpassungskorrektur beinhalten.
Eine Referenzleuchte wird für eine Vergleichsmessung in dem Ulbrichtkugel-Fotometer verwendet. Herkömmlich ist eine Glühlampe als die Referenzleuchte verwendet worden. Der Korrekturschritt für eine zu testende Lichtquelle, die sich in Form und Größe nicht sehr von der Referenzleuchte unterscheidet, ist schon wohl bekannt im Stand der Technik.
Jedoch kann, wenn die zu testende Lichtquelle eine Lichtquelle mit großer strahlender Oberfläche ist, ein Selbstabschirmungseffekt auftreten, der zu Schwierigkeiten bei der Messung des Gesamtlichtstroms bei der Verwendung des Ulbrichtkugel-Fotometers führt.
Offenbarung der Erfindung
Lösung des Problems
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschreiben ein Ulbrichtkugel-Fotometer und ein Messverfahren mit diesem. Das Ulbrichtkugel-Fotometer kann eine Ulbrichtkugel mit einer linken Halbkugel und einer rechten Halbkugel, ein Fotometer, das an der mittleren Oberfläche der rechten Halbkugel angeordnet ist, eine Fotometer-Abschirmung, die in einem Abstand vor dem Fotometer angeordnet ist, eine zu testende Lichtquelle, die in dem mittleren Bereich der Ulbrichtkugel angeordnet ist, um ein Licht zu wenigstens einem Beleuchtungsbereich der linken Halbkugel zu strahlen, ein Hilfsleuchtenteil, das in der Umgebung eines Kontaktbereichs zwischen der linken Halbkugel und der rechten Halbkugel angeordnet ist, um ein Licht zu dem Beleuchtungsbereich zu strahlen, und eine Hilfsleuchten-Abschirmung, die um den Hilfsleuchtenteil angeordnet ist, um zu verhindern, dass das von der zu testenden Lichtquelle ausgesendete Licht direkt zu dem Hilfsleuchtenteil gestrahlt wird, und um ferner zu verhindern, dass das von der Hilfsleuchte ausgesendete Licht direkt zu der zu testenden Lichtquelle gestrahlt wird. Die Hilfsleuchte selbst kann eine unterschiedlich starke Richtungsabhängigkeit besitzen, von so gleichmäßig wie eine Punktquelle bis zu so sehr schmal wie ein Laser.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Hilfsleuchte eine Hilfsleuchte, die in der Ulbrichtkugel angeordnet ist, und einen Reflexionsbecher, der benachbart zu der Hilfsleuchte angeordnet ist, um der Hilfsleuchte eine Richtungsabhängigkeit zu verleihen, umfassen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Hilfsleuchte ferner eine Ausrichtungseinheit umfassen, die wenigstens entweder die Hilfsleuchte oder den Reflexionsbecher ausrichtet, indem sie diese bzw. diesen so bewegt, dass Licht zu dem Beleuchtungsbereich gestrahlt wird.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Hilfsleuchte eine Hilfsleuchte, die außerhalb der Ulbrichtkugel angeordnet ist, eine Linse, die ein von der Hilfsleuchte abgegebenes Licht fokussiert, eine optische Übertragungseinheit mit einem in der Ulbrichtkugel angeordneten Ende, die ein durch die Linse fokussiertes Licht überträgt, und eine Apertur, die dem von der optischen Übertragungseinheit abgegebenen Licht eine Richtungsabhängigkeit verleiht, umfassen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Hilfsleuchte eine Hilfsleuchte, die außerhalb der Ulbrichtkugel angeordnet ist, eine Linse, die ein von der Hilfsleuchte abgegebenes Licht fokussiert, und eine optische Übertragungseinheit mit einem Ende, das innerhalb der Ulbrichtkugel angeordnet ist, die das durch die Linse fokussierte Licht überträgt, umfassen. Die Hilfsleuchten-Abschirmung kann dem von dem einen Ende der optischen Übertragungseinheit abgegebenen Licht eine Richtungsabhängigkeit verleihen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Hilfsleuchte mehrere Hilfsleuchtenteile umfassen, die an einem Kontaktbereich zwischen der linken Halbkugel und der rechten Halbkugel angeordnet sind. Ein äußerster Bereich des durch die Hilfsleuchtenteile beleuchteten Bereichs kann mit dem Beleuchtungsbereich übereinstimmen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ferner ein Messverfahren eines Ulbrichtkugel-Fotometers bereit, wobei das Ulbrichtkugel-Fotometer eine Ulbrichtkugel mit einer linken Halbkugel und einer rechten Halbkugel, ein Fotometer, das auf der mittleren Oberfläche der rechten Halbkugel angeordnet ist, eine Fotometer-Abschirmung, die in einem Abstand vor dem Fotometer angeordnet ist, eine zu testende Lichtquelle, die in dem mittleren Bereich der Ulbrichtkugel angeordnet ist, um ein Licht zu wenigstens einem Beleuchtungsbereich der linken Halbkugel zu strahlen, ein Hilfsleuchtenteil, das in der Umgebung eines Kontaktbereichs zwischen der linken Halbkugel und der rechten Halbkugel angeordnet ist, um ein Licht zu dem Beleuchtungsbereich zu strahlen, und eine Hilfsleuchten-Blende, die um den Hilfsleuchtenteil angeordnet ist, um zu verhindern, dass ein von der zu testenden Lichtquelle ausgesendetes Licht direkt zu dem Hilfsleuchtenteil gestrahlt wird, und um ferner zu verhindern, das das von der Hilfsleuchte ausgesendete Licht direkt zu der zu testenden Lichtquelle gestrahlt wird, umfasst. Das Messverfahren kann ein Befestigen einer Referenzleuchte in dem mittleren Bereich der Ulbrichtkugel und ein Einschalten der Referenzleuchte, um ein einfallendes Licht durch das Fotometer zu messen, ein Ausschalten der Referenzleuchte und ein Einschalten des Hilfsleuchtenteils, um ein einfallendes Licht durch das Fotometer zu messen, ein Entfernen der Referenzleuchte und Befestigen und Einschalten der zu testenden Lichtquelle, um ein einfallendes Licht durch das Fotometer zu messen, ein Ausschalten des Lichts der zu testenden Lichtquelle und ein Einschalten des Hilfsleuchtenteils, um ein einfallendes Licht durch das Fotometer zu messen, und ein Berechnen des Gesamtlichtstroms der Messziellichtquelle umfassen. Die Referenzleuchte kann verschiedene Richtungscharakteristiken besitzen, zum Beispiel eine über einen Raumwinkel von 4π gleichmäßige Richtungscharakteristik, eine über einen Raumwinkel von 2π für die rechte Halbkugel gleichmäßige Richtungscharakteristik und 0-Intensität für die linke Halbkugel, oder eine Lambert'sche Richtungscharakteristik über einen Raumwinkel von 2π für die rechte Halbkugel und eine 0-Intensität für die linke Halbkugel.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Ulbrichtkugel-Fotometer eine Hilfsleuchte zur Fehlerkorrektur, um wirkungsvoll Fehler zu korrigieren, die durch einen Selbstabsorptions- und Selbstabschirmungseffekt bewirkt sind, die auftreten, wenn der Gesamtlichtstrom der Lichtquelle gemessen wird, selbst wenn eine Referenzleuchte vom Glühlampentyp verwendet wird. Ferner kann das Ulbrichtkugel-Fotometer verwendet werden, um nicht nur eine bestimmte Oberflächenlichtquelle, sondern auch verschiedene Größen und Formen von Lichtquellen zu messen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Ulbrichtkugel-Fotometer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Ulbrichtkugel-Fotometers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 bis 6 zeigen Ulbrichtkugel-Fotometer gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
7 bis 10 zeigen ein Messverfahren mit einem Ulbrichtkugel-Fotometer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Modus der Erfindung
Es besteht die Notwendigkeit eines Ulbrichtkugel-Fotometers, das dazu geeignet ist, den Gesamtlichtstrom einer zu testenden Lichtquelle vom Oberflächentyp zu messen, und das sich hinsichtlich seiner Funktion nicht von einem herkömmlichen Ulbrichtkugel-Fotometer, der eine Referenzleuchte verwendet, unterscheidet. Das Ulbrichtkugel-Fotometer muss einen durch Selbstabschirmung hervorgerufenen Fehler beseitigen.
Die vorliegende Erfindung ist nachfolgend ausführlicher mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt sind, beschrieben. Jedoch kann die vorliegende Erfindung in vielen unterschiedlichen Formen realisiert sein und sollte nicht als auf die Ausführungsformen, die hierin dargelegt sind, begrenzt verstanden sein. Vielmehr sind diese Ausführungsformen so beschaffen, dass diese Offenbarung gründlich und vollständig ist, und sie werden den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung jenen, die Fachmänner auf dem Gebiet sind, vermitteln. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich durchgehend auf gleiche Elemente.
1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Ulbrichtkugel-Fotometer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Ulbrichtkugel-Fotometer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bezug nehmend auf die 1 und 2 umfasst das Ulbrichtkugel-Fotometer eine Ulbrichtkugel 70, die eine linke Halbkugel 70a und eine rechte Halbkugel 70b, ein Fotometer 10, das auf der mittleren Oberfläche der rechten Halbkugel 70b angeordnet ist, eine Fotometer-Abschirmung 20, die in einem Abstand vor dem Fotometer angeordnet ist, eine zu testende Lichtquelle 30, die in dem mittleren Bereich der Ulbrichtkugel 70 angeordnet ist, um ein Licht zu wenigstens einem Beleuchtungsbereich 33 der linken Halbkugel 70a zu strahlen, ein Hilfsleuchtenteil 40, das in der Umgebung eines Kontaktbereichs zwischen der linken Halbkugel 70a und der rechten Halbkugel 70b angeordnet ist, um ein Licht zu dem Beleuchtungsbereich 33 zu strahlen, und eine Hilfsleuchten-Abschirmung 60, die um den Hilfsleuchtenteil 40 angeordnet ist, um zu verhindern, dass ein von der zu testenden Lichtquelle 30 ausgesendete Licht direkt zu dem Hilfsleuchtenteil 40 gestrahlt wird, und um ferner zu verhindern, dass ein von dem Hilfsleuchtenteil 40 ausgesendete Licht direkt zu der zu testenden Lichtquelle 30 gestrahlt wird.
Die Ulbrichtkugel 70 kann einen Durchmesser aufweisen, der sich von mehreren zehn Zentimetern bis zu einigen Metern erstreckt. Der Reflexionsgrad R einer inneren Umfangsoberfläche der Ulbrichtkugel 70 kann 90 Prozent oder mehr betragen. Die innere Umfangsoberfläche der Ulbrichtkugel 70 kann im Wesentlichen eine Kugelfläche sein. Das soll nicht bedeuten, dass die linke Halbkugel 70a und die rechte Halbkugel 70b in einander unterteilt sind. Die Ulbrichtkugel 70 kann mehrere Teile umfassen, die lösbar miteinander verbunden sind. Die Ulbrichtkugel 70 kann durch eine Stütze 72 gestützt sein, die fest mit einem Rahmen 74 verbunden werden kann.
Das Fotometer 10 liefert ein Ausgangssignal, das zu einer Beleuchtungsstärke auf der vorderen Oberfläche des Fotometers 10 proportional ist, und zwar auf der Grundlage des Prinzips, dass ein elektrisches Signal erzeugt wird, wenn Photonen das Fotometer 10 erreichen. Das Fotometer 10 kann in ein Durchgangsloch 11 eingeführt sein, das in der mittleren Oberfläche der rechten Halbkugel 70a angeordnet ist, oder kann auf der Rückseite des Durchgangslochs 11 angeordnet sein.
Die Fotometer-Abschirmung 20 kann verhindern, dass ein von der zu testenden Lichtquelle 30 oder einer Referenzleuchte (nicht gezeigt) ausgesendetes Licht direkt auf das Fotometer 10 auftrifft. Die Fotometer-Abschirmung 20 kann scheibenförmig sein. Der Reflexionsgrad der Fotometer-Abschirmung 20 kann 90 Prozent oder mehr betragen. Achsen der Fotometer-Abschirmung 20 und des Fotometers 10 sind koaxial zueinander. Ein Durchmesser der Fotometerblende 20 kann größer als der des Fotometers 10 oder des Durchgangslochs 11 sein oder groß genug, um das Licht von der Referenzquelle (nicht gezeigt) und der zu testenden Lichtquelle 30 zu dem Fotometer 10 abzuschirmen.
Die zu testende Lichtquelle 30 kann eine kleine, punktartige Lichtquelle oder eine Oberflächenlichtquelle sein. Vorzugsweise ist die zu testende Lichtquelle 30 eine Oberflächenlichtquelle. Die zu testende Lichtquelle 30 kann eine Oberflächenlichtquelle wie etwa eine Hintergrundbeleuchtungseinheit für eine flache Anzeigetafel sein, die eine Größe von mehreren zehn Zentimetern und eine flache Form besitzt und Licht aussendet, indem sie nur einen Raumwinkel von 2π, das heißt nur eine Halbkugel, abdeckt.
Im Falle der Oberflächenlichtquelle kann eine Fehlerkorrektur nicht mit Hilfe eines herkömmlichen Ulbrichtkugel-Fotometers durchgeführt werden. Wenn die Oberflächenlichtquelle in einem herkömmlichen Ulbrichtkugel-Fotometer angebracht ist, kann sie selbst als Abschirmung mit geringem Reflexionsgrad wirken. Demzufolge tritt der Selbstabschirmungseffekt auf, durch den eine glatte Umverteilung von Licht in der Ulbrichtkugel verhindert wird. Als Folge davon werden Bedingungen des Ulbrichtkugel-Fotometers von jenen, wenn ein Referenzleuchtensignal gemessen wird, verschieden. Je größer die zu testende Oberflächenlichtquelle, desto größer ist der Fehler. Um den Fehler zu beseitigen, muss eine Vergleichsmessung unter Verwendung einer Referenzleuchte der gleichen Form wie die zu testende Oberflächenlichtquelle verwendet werden. Jedoch ist es praktisch unmöglich, eine Referenzleuchte bereitzustellen, die für jede zu testende Lichtquelle passend ist. In der Praxis werden die Vorteile des Ulbrichtkugel-Fotometers aufgegeben, und eine Oberflächenlichtquelle wird mit Hilfe eines Goniofotometers gemessen, das relativ komplex ist und eine lange Messzeit benötigt. Das Goniofotometer erfordert große Investitionen und einen Raum, der dazu geeignet ist, eine Messdistanz von 10 Metern oder länger zu bieten, um eine Oberflächenlichtquelle mit einer Größe von mehreren zehn Zentimetern zu messen.
Das Hilfsleuchtenteil 40 kann eine Hilfsleuchte 42 und einen Reflexionsbecher 44 umfassen. Die Hilfsleuchte 40 kann wenigstens entweder eine Wolframhalogenlampe, eine Deuteriumbogenlampe, eine Globarleuchte, einen Helium-Neon-Laser, eine Laserdiode oder eine weiße LED umfassen. Die Hilfsleuchte selbst kann eine unterschiedlich starke Richtcharakteristik besitzen, von so gleichmäßig wie eine Punktquelle bis zu so sehr schmal wie ein Laser. Der Reflexionsbecher 44 kann dem von der Korrekturlichtquelle 42 abgegebenen Licht eine Richtcharakteristik verleihen. Das heißt, die Hilfsleuchte 40 kann vorgesehen sein, um den Beleuchtungsbereich 33 zu beleuchten, der durch Einschalten der zu testenden Lichtquelle 30 beleuchtet wird. Wenn das Hilfsleuchtenteil 40 eingebaut ist, um den Beleuchtungsbereich 33 zu beleuchten, kann die Hilfsleuchte 40 eine Korrektur liefern, die nicht nur einen durch Selbstabsorptionsfehlanpassung verursachten Fehler, sondern auch einen durch den Selbstabschirmungseffekt bei der zu testenden Lichtquelle 30 verursachten Fehler berücksichtigt. Wenn das Hilfsleuchtenteil 40 eingeschaltet ist, wird durch eine innere Oberfläche der Ulbrichtkugel 70 eine im Wesentlichen identische halbkugelförmige Oberfläche, auf die das Licht des Hilfsleuchtenteils 40 direkt fällt, erzeugt wie eine innere Oberfläche der Ulbrichtkugel 40, auf die das Licht von der zu testenden Lichtquelle 30 direkt fällt. Somit sind der Abschirmungseffekt der zu testenden Lichtquelle auf ein Signal eines Fotometers durch innere Reflexion der Ulbrichtkugel 70 miteinander identisch.
Um eine Abschirmung des von der zu testenden Lichtquelle 30 ausgesendeten Lichts durch die Hilfsleuchten-Abschirmung 60 zu minimieren und die Bestrahlung des Beleuchtungsbereichs 33 zu gewährleisten, muss das Hilfsleuchtenteil 40 in einem Kontaktbereich zwischen der linken Halbkugel 70a und der rechten Halbkugel 70b angeordnet sein. Vorzugsweise können ein Winkel ”a” zwischen einer Richtung des Hilfsleuchtenteils 40 und der Mittenachse der Ulbrichtkugel 70 10 Grad oder weniger betragen.
3 zeigt ein Ulbrichtkugel-Fotometer gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die gleichen Teile wie sie in den 1 und 2 erläutert sind, sind hier weggelassen, um eine doppelte Erläuterung zu vermeiden.
Bezug nehmend auf die 1 und 3 kann ein Hilfsleuchtenteil 40 ferner eine Ausrichtungseinheit 46 umfassen, die wenigstens entweder die Hilfsleuchte 42 oder den Reflexionsbecher 44 durch Bewegen derselben bzw. desselben so, dass Licht zu dem Beleuchtungsbereich 33 gestrahlt wird, ausrichtet.
Die Ausrichtungseinheit 46 kann einen Abstand zwischen dem Reflexionsbecher 44 und der Hilfsleuchte 42 oder eine Position der Hilfsleuchte 44 ausrichten. Somit kann die Ausrichtungseinheit 46 das Hilfsleuchtenteil 40 so regeln, dass es Licht exakt zu dem Beleuchtungsbereich 33 zielt.
4 zeigt ein Ulbrichtkugel-Fotometer gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die gleichen Teile wie die in den 1 und 2 erläuterten sind weggelassen, um eine doppelte Erläuterung zu vermeiden.
Bezug nehmend auf 4 umfasst ein Hilfsleuchtenteil 140 eine Hilfsleuchte 141, die außerhalb der Ulbrichtkugel 70 angeordnet ist, eine Linse 142, die ein von der Hilfsleuchte 141 abgegebenes Licht fokussiert, eine optische Übertragungseinheit 143 mit einem Ende, das innerhalb der Ulbrichtkugel 70 angeordnet ist und das durch die Linse 143 fokussierte Licht überträgt, und eine Blende 144, die dem durch die optische Übertragungseinheit 143 abgegebenen Licht eine Richtcharakteristik verleiht.
Die Hilfsleuchte 141 kann wenigstens entweder eine Wolframhalogenlampe, eine Deuteriumbogenlampe, eine Globarleuchte, einen Helium-Neon-Laser, eine Laserdiode oder eine weiße LED umfassen. Die Hilfsleuchte selbst kann verschieden starke Richtcharakteristiken besitzen, von so gleichmäßig wie eine Punktquelle bis zu so sehr schmal wie ein Laser.
Die Linse 142 kann ein von der Lichtquelle 142 abgegebenes Licht fokussieren und das fokussierte Licht zu der optischen Übertragungseinheit 143 übertragen. Die optische Übertragungseinheit 143 kann eine Lichtleitfaser oder ein Bündel von Lichtleitfasern sein. Die Lichtleitfaser 143 kann eine Multimoden-Lichtleitfaser sein. Ein Innendurchmesser der Blende 144 und ein Abstand zwischen der Blende 144 und dem einen Ende der optischen Übertragungseinheit 143 kann eine Richtcharakteristik liefern. Der Abstand zwischen der Blende 144 und dem einen Ende der optischen Übertragungseinheit 143 kann eingestellt werden.
5 zeigt ein Ulbrichtkugel-Fotometer gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die gleichen Teile wie jene in den 1 und 2 sind weggelassen, um doppelte Erläuterungen zu vermeiden.
Bezug nehmend auf 5 kann ein Hilfsleuchtenteil 140a kann eine Hilfsleuchte 141, die außerhalb der Ulbrichtkugel 70 angeordnet ist, eine Linse 142, die ein von der Hilfsleuchte 141 abgegebenes Licht fokussiert, und eine optische Übertragungseinheit 143 mit einem Ende, das innerhalb der Ulbrichtkugel 70 angeordnet ist und das durch die Linse 142 fokussierte Licht überträgt, umfassen.
Eine Hilfsleuchten-Abschirmung 60a verleiht dem von dem einen Ende der optischen Übertragungseinheit 143 abgegebenen Licht eine Richtcharakteristik.
5 zeigt ein Ulbrichtkugel-Fotometer gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die gleichen Teile wie die in den 1 und 2 erläuterten sind hier weggelassen, um doppelte Erläuterungen zu vermeiden. 6 ist ein Diagramm, betrachtet von der x-y-Ebene in 2.
Bezug nehmend auf 6 kann ein Hilfsleuchtenteil mehrere Hilfsleuchtenteile 40a–40d umfassen. Die Hilfsleuchtenteile 40a–40d können an einem Kontaktbereich zwischen der linken Halbkugel und der rechten Halbkugel angeordnet sein. Ein äußerster Bereich des durch die Hilfsleuchtenteile 40a–40d beleuchteten Bereichs kann mit dem Beleuchtungsbereich 33 übereinstimmen. Die Hilfsleuchten-Abschirmungen können eine erste bis eine vierte Hilfsleuchten-Abschirmung 60a–60d umfassen.
Insbesondere können die Hilfsleuchtenteile ein erstes bis ein viertes Hilfsleuchtenteil 40a–40d umfassen, durch die Beleuchtungsteilbereiche 51a–51d gebildet werden können. Ein äußerster Bereich der Beleuchtungsteilbereiche 51a–51d kann im Wesentlichen mit dem Beleuchtungsbereich 33 übereinstimmen.
Ein Verfahren zur Fehlerkorrektur eines Ulbrichtkugel-Fotometers ist nachfolgend beschrieben.
Die 7 bis 10 zeigen ein Messverfahren mit einem Ulbrichtkugel-Fotometer gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bezug nehmend auf 7 umfasst ein Ulbrichtkugel-Fotometer eine Ulbrichtkugel 70 mit einer linken Halbkugel 70a und einer rechten Halbkugel 70b, ein Fotometer 10, das an der mittleren Oberfläche der rechten Halbkugel 70b angeordnet ist, eine Fotometerabschirmung 20, die in einem Abstand vor dem Fotometer 10 angeordnet ist, eine zu testende Lichtquelle 30, die in dem mittleren Bereich der Ulbrichtkugel 70 angeordnet ist, um ein Licht auf wenigstens einen Beleuchtungsbereich 33 der linken Halbkugel 70a zu strahlen, ein Hilfsleuchtenteil 140, der in der Umgebung eines Kontaktbereichs zwischen der linken Halbkugel 70a und der rechten Halbkugel 70b angeordnet ist, um ein Licht zu dem Beleuchtungsbereich 33 zu strahlen, und eine Hilfsleuchten-Abschirmung 60, die um das Hilfsleuchtenteil 140 angeordnet ist, um zu verhindern, das ein von der zu testenden Lichtquelle 30 ausgesendetes Licht direkt auf das Hilfsleuchtenteil 140 gestrahlt wird, und um ferner zu verhindern, dass ein von dem Hilfsleuchtenteil 140 ausgesendetes Licht direkt auf die zu testende Lichtquelle 30 strahlt.
Eine Referenzleuchte 31 ist in dem mittleren Bereich der Ulbrichtkugel 70 befestigt. Anschließend wird die Referenzleuchte 31 eingeschaltet und das Fotometer 10 misst ein einfallendes Licht, um ein Ausgangssignal Y_R auszugeben. Mit Φ_R ist ein Referenzwert des Gesamtlichtstroms der Referenzleuchte 31 bezeichnet.
Bezug nehmend auf 8 wird das Licht der Referenzleuchte 31 ausgeschaltet und das Hilfsleuchtenteil 140 wird eingeschaltet. Das Fotometer 10 misst ein einfallendes Licht, um ein Ausgangssignal A_R aus.
Bezug nehmend auf 9 ist die Referenzleuchte 31 entfernt, und die zu testende Lichtquelle 30 ist befestigt und eingeschaltet. Das Fotometer 10 misst ein einfallendes Licht, um ein Ausgangssignal Y_T auszugeben.
Bezug nehmend auf 10 ist das Licht der zu testenden Lichtquelle 30 ausgeschaltet, und das Hilfsleuchtenteil 140 ist eingeschaltet. Das Fotometer 10 misst ein einfallendes Licht, um ein Ausgangssignal A_T auszugeben.
Der Gesamtlichtstrom Φ_T der zu testenden Lichtquelle 30 wird aus der nachfolgenden Gleichung berechnet.
MathFigur 1 [Math. 1]
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist, ist sie nicht hierauf begrenzt. Es wird für den Fachmann klar sein, dass verschiedene Ersetzungen, Modifikationen und Änderungen gemacht werden können, ohne von dem Schutzbereich und dem Geist der Erfindung abzuweichen.

Claims

Ulbrichtkugel-Fotometer mit: einer Ulbrichtkugel mit einer linken Halbkugel und einer rechten Halbkugel; einem Fotometer, das an der mittleren Oberfläche der rechten Halbkugel angeordnet ist; einer Fotometerabschirmung, die in einem Abstand vor dem Fotometer angeordnet ist; einer zu testenden Lichtquelle, die in dem mittleren Bereich der Ulbrichtkugel angeordnet ist, um ein Licht zu wenigstens einem Beleuchtungsbereich der linken Halbkugel zu strahlen; einem Hilfsleuchtenteil, das in der Umgebung eines Kontaktbereichs zwischen der linken Halbkugel und der rechten Halbkugel angeordnet ist, um ein Licht zu dem Beleuchtungsbereich zu strahlen; und einer Hilfsleuchten-Abschirmung, die um das Hilfsleuchtenteil angeordnet ist, um zu verhindern, dass ein von der zu testenden Lichtquelle ausgesendetes Licht direkt zu dem Hilfsleuchtenteil gestrahlt wird, und um ferner zu verhindern, dass ein von dem Hilfsleuchtenteil ausgesendetes Licht direkt zu der zu testenden Lichtquelle gestrahlt wird.
Ulbrichtkugel-Fotometer nach Anspruch 1, wobei das Hilfsleuchtenteil umfasst: eine Hilfsleuchte, die innerhalb der Ulbrichtkugel angeordnet ist; und einen Reflexionsbecher, der benachbart zu der Hilfsleuchte angeordnet ist, um der Hilfsleuchte eine Richtcharakteristik zu verleihen.
Ulbrichtkugel-Fotometer nach Anspruch 2, wobei die Hilfsleuchte ferner umfasst: eine Ausrichtungseinheit, die wenigstens entweder die Hilfsleuchte oder den Reflexionsbecher ausrichtet, indem sie sie bzw. ihn so bewegt, dass Licht zu dem Beleuchtungsbereich gestrahlt wird.
Ulbrichtkugel-Fotometer nach Anspruch 1, wobei das Hilfsleuchtenteil umfasst: eine Hilfsleuchte, die außerhalb der Ulbrichtkugel angeordnet ist; eine Linse, die ein von der Hilfsleuchte abgegebenes Licht fokussiert; eine optische Übertragungseinheit mit einem innerhalb der Ulbrichtkugel angeordneten Ende, die das durch die Linse fokussierte Licht überträgt; und eine Blende, die dem durch die optische Übertragungseinheit abgegebenen Licht eine Richtcharakteristik verleiht.
Ulbrichtkugel-Fotometer nach Anspruch 1, wobei das Hilfsleuchtenteil umfasst: eine Hilfsleuchte, die außerhalb der Ulbrichtkugel angeordnet ist; eine Linse, die ein von der Hilfsleuchte abgegebenes Licht fokussiert; und eine optische Übertragungseinheit mit einem innerhalb der Ulbrichtkugel angeordneten Ende, die das durch die Linse fokussierte Licht überträgt; wobei die Hilfsleuchten-Abschirmung dem von dem einen Ende der optischen Übertragungseinheit abgegebenen Licht eine Richtcharakteristik verleiht.
Ulbrichtkugel-Fotometer nach Anspruch 1, wobei das Hilfsleuchtenteil umfasst: mehrere Hilfsleuchtenteile, die an einem Kontaktbereich zwischen der linken Halbkugel und der rechten Halbkugel angeordnet sind, wobei ein äußerster Bereich des durch die Hilfsleuchtenteile beleuchteten Bereichs mit dem Beleuchtungsbereich übereinstimmt.
Messverfahren mit einem Ulbrichtkugel-Fotometer, das eine Ulbrichtkugel mit einer linken Halbkugel und einer rechten Halbkugel, ein Fotometer, das an der mittleren Oberfläche der rechten Halbkugel angeordnet ist, einer Fotometerabschirmung, die in einem Abstand vor dem Fotometer angeordnet ist, eine zu testende Lichtquelle, die in dem mittleren Bereich der Ulbrichtkugel angeordnet ist, um Licht zu wenigstens einem Beleuchtungsbereich der linken Halbkugel zu strahlen, ein Hilfsleuchtenteil, das in der Umgebung eines Kontaktbereichs zwischen der linken Halbkugel und der rechten Halbkugel angeordnet ist, um Licht zu dem Beleuchtungsbereich zu strahlen, und eine Hilfsleuchten-Abschirmung, die um das Hilfsleuchtenteil angeordnet ist, um zu verhindern, dass ein von der zu testenden Lichtquelle ausgesendetes Licht direkt auf das Hilfsleuchtenteil gestrahlt wird, und um ferner zu verhindern, dass ein von dem Hilfsleuchtenteil ausgesendetes Licht direkt auf die zu testende Lichtquelle gestrahlt wird, wobei das Messverfahren umfasst: Befestigen einer Referenzleuchte in dem mittleren Bereich der Ulbrichtkugel und Einschalten der Referenzleuchte, um ein einfallendes Licht durch das Fotometer zu messen; Ausschalten der Referenzleuchte und Einschalten des Hilfsleuchtenteils, um ein einfallendes Licht durch das Fotometer zu messen; Entfernen der Referenzleuchte und Befestigen und Einschalten der zu testenden Lichtquelle, um ein einfallendes Licht durch das Fotometer zu messen; Ausschalten der zu testenden Lichtquelle und Einschalten des Hilfsleuchtenteils, um ein einfallendes Licht durch das Fotometer zu messen; und Berechnen des Gesamtlichtstroms der Messziellichtquelle.