專利名稱：一種半球積分球測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光源檢測裝置技術(shù)，具體涉及一種半球積分球測量裝置。
背景技術(shù)：
典型的積分球是一個中空的，內(nèi)壁涂一層平整的漫反射材料的完整球殼，常用作混光器或光束收集器，用于光譜、顏色和光度的測量等。積分球以其操作方便、速度快、設(shè)備簡單、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，而廣泛應(yīng)用于光源生產(chǎn)、照明工程和科學(xué)研究等領(lǐng)域。使用普通積分球測量光源時，需要將每個待測光源安裝在光源安裝端上，進(jìn)行逐個檢測，整個操作過程包括打開積分球、安裝待測光源、記錄測試數(shù)據(jù)、卸下待測光源等一系列操作，十分繁瑣，并不適用于大批量在線檢測工作。為滿足光源的在線檢測需求，公開號為 CN200959025Y、CN201335765Y、CN201335873Y 和 CN201852908U 等系列專利中，均公開了積分球在線檢測裝置，但仍存在一些不足之處。就積分球測量幾何而言，包括具有測量開口的缺球形積分球和半球積分球，缺球形積分球一方面由于幾何缺陷，混光效果不理想；另一方面，相對于半球積分球，缺球形積分球體積相對較大，特別是大尺寸光源，需要的積分球尺寸更大。就測量方式而言，現(xiàn)有的積分球在線檢測裝置包括兩種測量方式，一種是在生產(chǎn)線上設(shè)置升降裝置，當(dāng)光源移動至積分球開口下方時，升降裝置將待測光源上升/下降至積分球的開口位置進(jìn)行測量；另一種是包括在積分球上設(shè)置升降裝置，當(dāng)光源移動積分球開口下方時，積分球升降裝置將積分球整體上升/下降至待測光源處進(jìn)行測量。上述測量方式均需要通過升降裝置將待測光源耦合到積分球的開口位置進(jìn)行測量，測量系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且升降工作需要一定的時間，測量較為耗時。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型旨在提供一種半球積分球測量裝置，既保留了半球積分球體積小的特點(diǎn)，同時又無需使用升降裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、測量速度快等特點(diǎn)，可實現(xiàn)待測光源的在線快速檢測。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用了如下的技術(shù)方案:—種半球積分球測量裝置，包括半球積分球、裝載平臺和測光裝置，裝載平臺上設(shè)置有光源基座，待測光源安裝于光源基座上；其特征在于，半球積分球由半球型殼體和底板組成，在底板上還設(shè)置測量窗口，在測量窗口和裝載平臺之間設(shè)置可使待測光源通過的遮光裝置，遮光裝置與測量窗口或者光源基座相連接；所述的裝載平臺位于底板的一側(cè)，半球積分球安裝在支撐裝置上、并沿裝載平臺相對移動；半球積分球上設(shè)有采樣窗口，測光裝置測量經(jīng)由采樣窗口采集的待測光源的光信號。測試時，將待測光源安裝于光源基座上，由于待測光源可通過遮光裝置，裝載平臺上的光源基座相對移動到半球積分球底板上測量窗口的位置，從而使得待測光源位于遮光裝置、測量窗口和裝載平臺構(gòu)成的空腔內(nèi)， 上述空腔的尺寸應(yīng)足夠大，以確保待測光源完全容納在空腔內(nèi)，待測光源發(fā)出的光線也得以全部進(jìn)入積分球內(nèi)充分混光，采樣窗口收集所需的光學(xué)數(shù)據(jù)，測光裝置測量上述光信號，實現(xiàn)待測光源光信號的準(zhǔn)確測量。一般在裝載平臺上設(shè)有多個光源基座，各個光源基座上的待測光源依次相對移動到測量窗口處進(jìn)行檢測，從而實現(xiàn)待測光源的在線自動化檢測，相比于現(xiàn)有的積分球在線檢測裝置，本實用新型既秉承了半球積分球體積小的特點(diǎn)，又通過設(shè)置遮光裝置，無需配置將待測光源耦合到積分球的開口位置的升降裝置，測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單且測量速度快，大幅提高工作效率。需要注意的是，本實用新型可以獨(dú)立設(shè)置，也可以與其他測量系統(tǒng)或生產(chǎn)線相結(jié)合使用，如本實用新型可以與光源老化裝置相結(jié)合，用來測量老化前后待測光源的光色參數(shù)，從而為待測光源提供全面的解決方案。本實用新型可以通過以下技術(shù)特征進(jìn)一步限定和完善:作為優(yōu)選，所述的遮光裝置為黑色遮光絨布或者為可自動升降的黑色遮光閘門或者其他遮光材料。遮光裝置安裝于測量窗口或者光源基座處，當(dāng)待測光源相對移動至測量窗口處，待測光源可直接通過黑色遮光絨布，直至待測光源位于裝載平臺、黑色遮光絨布和測量窗口形成的空腔中；或者黑色遮光閘門自動升降使待測光源通過，然后黑色遮光閘門自動關(guān)閉，使待測光源位于裝載平臺、黑色遮光閘門和測量窗口形成的空腔中，從而確保測量順利進(jìn)行。本實用新型中，裝載平臺位于半球積分球底板的一側(cè)，包括兩種技術(shù)方案:所述的裝載平臺位于底板的下方，遮光裝置與測量窗口相連接；或者所述的裝載平臺位于底板的上方，遮光裝置與光源基座相連接。作為優(yōu)選，所述的測量窗口為開口大小和形狀可調(diào)的活動窗口。根據(jù)待測光源的大小和形狀，相應(yīng)地調(diào)節(jié)測量窗口的開口，以確保待測光源能夠容納于遮光裝置、測量窗口和裝載平臺構(gòu)成的空腔內(nèi)。這里的測量窗口的數(shù)量為兩個或者兩個以上，各個測量窗口依次疊加設(shè)置，各個測量窗口相結(jié)合，從而靈活調(diào)節(jié)半球積分球入光口的大小。例如，當(dāng)裝載平臺位于底板的下方，即半球積分球位于裝載平臺的上方，包括第一和第二兩個測量窗口時，第一測量窗口設(shè)置在半球積分球的底板上，第二測量窗口設(shè)置在第一測量窗口的下方，在該技術(shù)方案下，第一測量窗口可為尺寸和形狀不變的固定窗口，僅通過調(diào)節(jié)第二測量窗口來調(diào)節(jié)半球積分球的入光口大??；或者第一和第二測量窗口均為尺寸和形狀可變的活動窗口，兩個測量窗口相結(jié)合，來調(diào)節(jié)半球積分球入光口的大小。作為一種技術(shù)方案，所述的底板和測量窗口均為反射面在半球型殼體內(nèi)側(cè)的反射鏡，由于反射鏡一般具有高反射率，光線通過反射鏡的鏡像，半球即可實現(xiàn)全球的混光效果，特別是對于某些具有后射光的光源，混光效果更好，測量準(zhǔn)確度更高；或者所述的底板和測量窗口面向半球型殼體內(nèi)的一側(cè)均涂有漫反射涂料。這里的漫反射涂料也為白色高反射率涂料，光線在高反射率的半球積分球內(nèi)充分混光，相比于僅積分球穹頂進(jìn)行混光的半球積分球(如CN201852908U)，混光效果更好。作為一種方案，包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述的裝載平臺中包括導(dǎo)軌和用以使光源基座在導(dǎo)軌上移動的傳動機(jī)構(gòu)，所述的傳動機(jī)構(gòu)與驅(qū)動機(jī)構(gòu)電連接，即“半球積分球不動、裝載平臺帶動待測光源移動”。該技術(shù)方案中，在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的控制下，傳動機(jī)構(gòu)將安裝了待測光源的光源基座，沿導(dǎo)軌移動至測量窗口處進(jìn)行測量?；蛘甙?qū)動機(jī)構(gòu)，所述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)與半球積分球相連接，驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動半球積分球沿裝載平臺移動，即“裝載平臺不動、半球積分球沿裝載平臺移動”。測量時，驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動半球積分球移動至測量窗口處進(jìn)行測量，待測光源在測量窗口下方完成測量，然后通過手動/自動移動半球積分球或者裝載平臺，將下一個待測光源移動至測量窗口處進(jìn)行測量，直至完成所有待測光源的測試。上述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)可為手動驅(qū)動機(jī)構(gòu)或者電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，當(dāng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)為手動驅(qū)動機(jī)構(gòu)時，以“裝載平臺不動、半球積分球沿裝載平臺移動”為例，上一個光源測量完畢，手動驅(qū)動半球積分球移至下一個待測光源的上方進(jìn)行測量，……，以此類推，直至完成所有待測光源的測量；當(dāng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)為電動機(jī)或者電動按鈕或者控制系統(tǒng)等電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)時，以“半球積分球不動、裝載平臺帶動待測光源移動”為例，上一個光源測量完畢，在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的控制下，傳動機(jī)構(gòu)將下一個待測光源自動帶動至測量窗口處進(jìn)行測量，……，以此類推，直至完成所有待測光源的測量。作為優(yōu)選，所述的支撐裝置包括支撐板、支撐柱和活動支腳，所述的支撐板設(shè)置在半球型殼體的最大球徑端和支撐柱之間，所述的支撐板和支撐柱相連接，在支撐柱的下方設(shè)置可調(diào)節(jié)高度的活動支腳。支撐裝置用以支撐整個半球積分球體，活動支腳用以調(diào)節(jié)半球積分球高度，從而使半球積分球測量系統(tǒng)的高度可調(diào)，可適用于各種高度生產(chǎn)線的檢測。作為優(yōu)選，包括固定桿，所述的底板和半球型殼體之間、以及底板和測量窗口均通過固定桿相連接。作為一種技術(shù)方案，在一個光源基座上設(shè)置多個待測光源，當(dāng)光源基座相對移動到半球積分球底板上測量窗口的位置后，待測光源逐個點(diǎn)亮，由測光裝置依次采集每個待測光源的所需數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多個待測光源的快速檢測，大幅提高待測光源檢測的工作效率。多個待測光源逐個點(diǎn)亮可通過多路程控電源或者其他控制方式實現(xiàn)。作為一種技術(shù)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為白色高反射率涂料。這樣有助于降低光源基座對于測量結(jié)果的影響，提高均勻性。作為一種技術(shù)方案，包括一個或者多個米樣窗口，與之相對應(yīng)的測光裝置為光度探頭和/或光譜輻射計或其他裝置。需要指出的是，半球形殼體可以是標(biāo)準(zhǔn)半球形，也可以是各種類似半球的形狀。綜上所述，相比于現(xiàn)有的積分球在線檢測裝置，本實用新型通過設(shè)置可通過待測光源的遮光裝置，只需將設(shè)置在裝載平臺上的光源基座相對移動到測量窗口處，即可實現(xiàn)待測光源的在線快速測量。既秉承了半球積分球體積小的特點(diǎn)，也無需配置升降裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、測量速度快等特點(diǎn)。

附圖1是實施例1的剖面圖；附圖2是實施例1的左視圖；附圖3是實施例1的立體圖；附圖4是實施例2的剖面圖；附圖5是實施例2的左視圖；附圖6是實施例3的剖面圖；附圖7是實施例1、實施例2和實施例3的仰視圖。1-半球積分球； 1-1-半球型殼體；1-2-底板；2_裝載平臺；2_1導(dǎo)軌；2_2_傳動機(jī)構(gòu)；3-測光裝置；4-光源基座；5_待測光源；6_測量窗口 ；6-1第一測量窗口 ；6-2第二測量窗口；7-遮光裝置；8_支撐裝置；8-1_支撐板；8-2_支撐柱；8-3_活動支腳；9_采樣窗口 ；10-罩殼；11_驅(qū)動機(jī)構(gòu)；12_固定桿；13_擋光板；14_溫度探頭。
具體實施方式
實施例1如圖1、2和3所示，一種半球積分球測量裝置，包括半球積分球1，裝載平臺2，測光裝置3，光源基座4，待測光源5，測量窗口 6，遮光裝置7，支撐裝置8，采樣窗口 9，驅(qū)動機(jī)構(gòu)11，擋光板13，溫度探頭14和罩殼10。半球積分球I由內(nèi)部帶白色高反射率涂層的半球型殼體1-1和底板1-2組成，底板1-2上設(shè)置了測量窗口 6，測量窗口 6的下方設(shè)置了與其相連接的遮光裝置7，遮光裝置7的高度大于等于測量窗口 6和裝載平臺2之間的垂直距離，這里的遮光裝置7為黑色遮光絨布；半球形殼體1-1上設(shè)有米樣窗口 9和實時測量球內(nèi)溫度的溫度探頭14,米樣窗口 9與測光裝置3相連接，這里的測光裝置3為光譜儀，測光裝置3和驅(qū)動機(jī)構(gòu)11設(shè)置在罩殼10內(nèi)，測光裝置3通過采樣窗口 9接收來自待測光源5的光信號；半球積分球I內(nèi)還設(shè)置兩個擋板13，用以遮擋照射到采樣窗口 9和溫度探頭14上的直射光。本實施例中，裝載平臺2位于半球積分球I的下方，裝載平臺2上設(shè)置有多個光源基座4，各個待測光源5安裝于光源基座4上，光源基座4表面涂有漫反射涂料。本實施例中，裝載平臺2不動，驅(qū)動機(jī)構(gòu)11為可編程控制系統(tǒng)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)11與半球積分球I電連接，驅(qū)動機(jī)構(gòu)11驅(qū)動半球積分球I沿裝載平臺2移動。如圖7所示，本實施例中的底板1-2由兩塊反射鏡組成，測量窗口 6也為反射面在半球型殼體1-1內(nèi)側(cè)的反射鏡。這里的測量窗口 6為可根據(jù)待測光源5的大小和形狀，開口可調(diào)的活動窗口，適用于不同尺寸和形狀的待測光源5的檢測。底板1-2和半球型殼體1-1之間、底板1-2和測量窗口 6之間均通過固定桿12和螺釘相連接；支撐裝置8包括支撐板8-1、支撐柱8-2和活動支腳8-3，所述的支撐板8-1設(shè)置在半球型殼體1_1的最大球徑端和支撐柱8-2之間，所述的支撐板8-1和支撐柱8-2相連接，在支撐柱8-2的下方設(shè)置可調(diào)節(jié)高度的活動支腳8-3，調(diào)節(jié)活動支腳8-3的高度實現(xiàn)半球積分球測量系統(tǒng)的高度可調(diào)，適用于各種高度生產(chǎn)線的檢測。實際測量時，裝載平臺2保持不動，在驅(qū)動機(jī)構(gòu)11的控制下，半球積分球I移動至光源基座4的正上方，使得待測光源5容納在測量窗口 6、裝載平臺2和遮光裝置7形成的空腔內(nèi)，待測光源5在該空腔內(nèi)發(fā)出的光線入射到測量窗口 6處，并在由半球型殼體1-1、底板1-2和測量窗口 6構(gòu)成的半球積分球I內(nèi)充分混光，測光裝置3通過采樣窗口 9收集所需的光學(xué)數(shù)據(jù)，完成該待測光源5的檢測。當(dāng)檢測完畢后，由驅(qū)動機(jī)構(gòu)11控制，半球積分球I移動至下一個光源基座4處，進(jìn)行下一個待測光源5的檢測。實施例2如圖4和5所示，本實施例與實施例1的結(jié)構(gòu)基本相似，所不同的是，驅(qū)動機(jī)構(gòu)11外置在罩殼10外，裝載平臺2位于半球積分球I的上方，裝載平臺2包括導(dǎo)軌2-1和傳動機(jī)構(gòu)2-2，傳動機(jī)構(gòu)2-2與驅(qū)動機(jī)構(gòu)11電連接，以驅(qū)動光源基座4在導(dǎo)軌2-1上移動。實際測量時，半球積分球I不動，在傳動機(jī)構(gòu)2-2的帶動下，裝載平臺2沿導(dǎo)軌2-1將光源基座4移動到半球積分球I的測量窗口 6正上方，待測光源5容納在測量窗口 6、裝載平臺2和遮光裝置7形成的空腔內(nèi)，待測光源5在該空腔內(nèi)發(fā)出的光線入射到測量窗口6處,并在由半球型殼體1-1、底板1-2和測量窗口 6構(gòu)成的半球積分球I內(nèi)充分混光,測光裝置3通過采樣窗口 9收集所需的光學(xué)數(shù)據(jù)，完成該待測光源5的檢測。當(dāng)檢測完畢后，由驅(qū)動機(jī)構(gòu)11控制，裝載平臺2上的導(dǎo)軌2-1在傳動機(jī)構(gòu)2-2的帶動下，將下一個光源基座4移動到半球積分球I的測量窗口 6正上方，進(jìn)行下一個待測光源5的檢測。實施例3如圖6所不,與實施例1不同的是,包括兩個測量窗口 6,分別為第一測量窗口 6-1和第二測量窗口 6-2,第二測量窗口 6-2設(shè)置在第一測量窗口 6-1的下方,底板1-2、第一測量窗口 6-1和第二測量窗口 6-2面向半球積分球I 一側(cè)均涂有高反射率的白色漫反射涂料，待測光源5位于第二測量窗口 6-2、半球型殼體1-2和底板1-2構(gòu)成的空腔內(nèi)，待測光源5發(fā)出的光線在上述空腔內(nèi)充分混光。本實施例中的第一測量窗口 6-1為尺寸和形狀均不變的固定窗口，根據(jù)待測光源5的具體形狀和尺寸大小，通過第二測量窗口 6-2的開口大小和形狀來調(diào)節(jié)入光口的大小，實現(xiàn)待測光源5的測量。本實施例的測量方式與實施例1和2的測量方式均不同，本實施例不包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)11，通過手動移動的方式來改變半球積分球I和裝載平臺2上光源基座4的相對位置。實際測量時，裝載平臺2上設(shè)置多個光源基座4，每個光源基座4均設(shè)置待測光源5 ;測量時，裝載平臺2相對半球積分球I靜止不動，半球積分球I在某一光源基座4處，測量某一待測光源5，測試完成后； 手動將半球積分球I移動至下一個光源基座4處，進(jìn)行測量，……，依次類推，手動移動半球積分球I直至完成所有待測光源5的測量。
權(quán)利要求1.一種半球積分球測量裝置，包括半球積分球⑴、裝載平臺⑵和測光裝置(3)，裝載平臺(2)上設(shè)置有光源基座(4)，待測光源(5)安裝于光源基座(4)上，其特征在于，半球積分球(I)由半球型殼體(1-1)和底板(1-2)組成，在底板(1-2)上設(shè)置測量窗口(6)，在測量窗口(6)和裝載平臺(2)之間設(shè)置可使待測光源(5)通過的遮光裝置(7)，遮光裝置(7)與測量窗口(6)或者光源基座⑷相連接；所述的裝載平臺(2)位于底板(1-2)的一側(cè)，半球積分球(I)安裝在支撐裝置(8)上、并沿裝載平臺(2)相對移動；半球積分球(I)上設(shè)有采樣窗口(9)，測光裝置(3)測量由采樣窗口(9)采集的待測光源(5)的光信號。
2.如權(quán)利要求1所述的一種半球積分球測量裝置，其特征在于，所述的遮光裝置(7)為黑色遮光絨布或者為可自動升降的黑色遮光閘門。
3.如權(quán)利要求1所述的一種半球積分球測量裝置，其特征在于，所述的裝載平臺(2)位于底板(1-2)的下方，遮光裝置(7)與測量窗口(6)相連接；或者所述的裝載平臺(2)位于底板(1-2)的上方，遮光裝置(7)與光源基座(8)相連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種半球積分球測量裝置，其特征在于，所述的測量窗口(6)為開口大小和形狀可調(diào)的活動窗口。
5.如權(quán)利要求1或4所述的一種半球積分球測量裝置，其特征在于，所述的測量窗口(6)的數(shù)量為兩個或者兩個以上，各個測量窗口(6)依次疊加設(shè)置。
6.如權(quán)利要求1所述的一種半球積分球測量裝置，其特征在于，所述的底板(1-2)和測量窗口(6)均為反射面在半球型殼體(1-1)內(nèi)側(cè)的反射鏡；或者所述的底板(1-2)和測量窗口(6)面向半球型殼體(1-1)內(nèi)的一側(cè)均涂有漫反射涂料。
7.如權(quán)利要求1所述的一種半球積分球測量裝置，其特征在于，包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)(11)，所述的裝載平臺(2)中包括導(dǎo)軌(2-1)和用以使光源基座(4)在導(dǎo)軌(2-1)上移動的傳動機(jī)構(gòu)(2-2)，所述的傳動機(jī)構(gòu)(2-2)與驅(qū)動機(jī)構(gòu)(11)電連接。
8.如權(quán)利要求1所述的一種半球積分球測量裝置，其特征在于，包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)(11)，所述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(11)與半球積分球(I)相連接，驅(qū)動機(jī)構(gòu)(11)驅(qū)動半球積分球(I)沿裝載平臺⑵移動。
9.如權(quán)利要求1所述的一種半球積分球測量裝置，其特征在于，所述的支撐裝置(8)包括支撐板(8-1)、支撐柱(8-2)和活動支腳(8-3)，所述的支撐板(8-1)設(shè)置在半球型殼體(1-1)的最大球徑端和支撐柱(8-2)之間，所述的支撐板(8-1)和支撐柱(8-2)相連接，在支撐柱(8-2)的下方設(shè)置可調(diào)節(jié)高度的活動支腳(8-3)。
10.如權(quán)利要求1所述的一種半球積分球測量裝置，其特征在于，包括固定桿(12)，所述的底板(1-2)和半球型殼體(1-1)之間、以及底板(1-2)和測量窗口(6)之間均通過固定桿(12)相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種半球積分球測量裝置，包括半球積分球、裝載平臺和測光裝置，在半球積分球的底板上設(shè)置測量窗口，在測量窗口和裝載平臺之間設(shè)置遮光裝置，遮光裝置與測量窗口或者光源基座相連接。本實用新型通過設(shè)置遮光裝置，只需將設(shè)置在裝載平臺上的光源基座相對移動到測量窗口處，即可實現(xiàn)待測光源的在線快速檢測，無需使用升降裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、測量速度快等特點(diǎn)。
文檔編號G01J3/00GK203011530SQ201220441560
公開日2013年6月19日 申請日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月3日
發(fā)明者潘建根, 王偉, 龐標(biāo) 申請人:杭州遠(yuǎn)方光電信息股份有限公司