CN1920534A - 雾度测量方法及其装置 - Google Patents

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CN1920534A CNA2006101115686A CN200610111568A CN1920534A CN 1920534 A CN1920534 A CN 1920534A CN A2006101115686 A CNA2006101115686 A CN A2006101115686A CN 200610111568 A CN200610111568 A CN 200610111568A CN 1920534 A CN1920534 A CN 1920534A
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Abstract

本发明涉及一种雾度测量方法，包括：将由光源产生的光透射过样品；通过零透镜将透射过样品的光转换为平行光；以及通过积分球将透射过零透镜的光分成平行光和散射光，然后测量雾度。

Description

雾度测量方法及其装置
相关申请的交叉参考
本申请要求于2005年8月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2005-0077094号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及雾度(haze)测量方法及其装置。在该雾度测量方法中，可以定量地测量仅凭肉眼估计的带曲面样品的雾度特性。
背景技术
通常，雾度测量装置用于测量光线相对于透明材料(例如，玻璃和塑料)的透光率，作为雾度值。测量透射过诸如透明玻璃、塑料、膜等材料的光量作为雾度值的装置或方法已经由ISO作出了规定。例如，提供了‘ISO 7105：塑料光学特性的测试方法’、‘ISO14782：塑料透明材料的雾度测量方法’等。
传统的雾度测量装置可测量平面样品上的雾度，但无法测量具有曲面的样品上的雾度。因此，在相关技术中，一直以来只能通过肉眼来估计带曲面样品上的雾度，由于测量人员造成的误差，无法满足测量的精确性和重复性。
随后，将参照附图研究根据相关技术的雾度测量方法，并描述其存在的问题。
图1A和图1B是用于解释根据相关技术的雾度测量方法的示图。图1A是说明穿过样品的总透射光的测量方法的示图，图1B是说明穿过样品的散射光的测量方法的示图。
如图1A和图1B所示，传统的雾度测量装置设置有：光源1，用于产生光；样品2，接收从光源1产生的光；以及积分球3，用于检测透射过样品2的光，以测量雾度。
积分球3设置有：第一开口3a，用于接收透射过样品2的光；第二开口3b，形成在与第一开口3a相对的位置；以及第三开口3a，形成在与第一和第二开口3a和3b正交的方向上。此外，第二开口3b设置有第一传感器4a，用于测量透射过样品2的光中的平行光，并且第三开口3c设置有第二传感器4b，用于测量透射过样品2的光中的散射光。这里，要对其测量雾度度的样品2为由透明材料(例如，玻璃或塑料)制成的平面样品。
由光源1产生的光穿过样品2被分成平行光PT和散射光DT，然后入射到积分球3上。此时，积分球3检测通过样品2入射的平行光PT和散射光DT，以测量雾度。
如以下的表达式1所示，由平行光(总透射光)PT与散射光DT之比表示用于计算雾度的表达式。
[表达式1]
因此，如果能够知道平行光PT与散射光DT之比，就可以通过表达式1测得雾度。
如图1A所示，使用安装在积分球3的第二开口3b中的第一传感器4a来测量透射过样品2的平行光PT。如图1B所示，使用安装在积分球3的第三开口3c中的第二传感器4b来测量透射过样品2的散射光DT。ISO FDIS 14782中规定了用于测量雾度的标准。
图2A和图2B是用于解释根据相关技术的在具有平面的样品以及具有曲面的样品上的雾度测量方法的示图。
图2A示出的是具有平面的样品2a的雾度测量方法。如图2A所示，透射过具有平面的样品2a的光被分成平行光PT和散射光DT，然后入射到积分球3上。因此，如果知道平行光PT与散射光DT之比，就可以通过表达式1计算雾度。此时，如上所述，可由设置在积分球3中的第一和第二传感器4a和4b检测平行光PT与散射光DT之比。
图2B示出的是使用具有曲面的样品2b测量雾度的情况。在具有曲面的样品2b的情况下，从光源1入射的光被折射，从而在透射过具有曲面的样品2b时被会聚或被发散。因此，只有会聚光或发散光通过具有曲面的样品2b入射到积分球3。由此，在具有曲面的样品2b的情况下，透射过具有曲面的样品2b的光被会聚或发散，使得无法精确地检测平行光PT和散射光DT，不可能测量雾度。
因而，尽管用传统的雾度测量方法及装置可测量具有平面的样品(例如，膜)的雾度，但却无法精确地测量具有曲面的样品(透镜)上的雾度，这是由于入射到积分球上的光被折射。
发明内容
本发明的优势在于提供了一种雾度测量方法及其装置，其中，在具有曲面的样品和积分球之间增加零透镜，从而通过样品入射到积分球上光不被折射，因而不管样品的形状如何，都可以精确地测量雾度。
本发明总的发明构思的其他方面和优点将部分地在随后的说明中阐述，并且部分地从该说明中将显而易见、或者通过总的发明构思的实施而被理解。
根据本发明的一个方面，雾度测量方法包括：将由光源产生的光透射过样品；通过零透镜将透射过样品的光转换为平行光；以及通过积分球(integrating sphere)将透射过零透镜的光分成平行光和散射光，然后测量雾度。
根据本发明的另一方面，通过以下的表达式得到雾度：
根据本发明的又一方面，平行光通过积分球的在平行光入射方向上形成的开口中安装的传感器检测。
根据本发明的再一方面，散射光通过积分球的在与平行光入射方向正交的方向上形成的开口中安装的传感器检测。
根据本发明的再一方面，使用透明平面样品、玻璃透镜、塑料透镜、以及液体透镜中的任意一种作为样品。
根据本发明的再一方面，样品为具有曲面的样品。
根据本发明的再一方面，具有曲面的样品为凹透镜。
根据本发明的再一方面，具有曲面的样品为凸透镜。
根据本发明的再一方面，雾度测量装置包括：光源，用于产生光；样品，用于从光源接收光并透射光；积分球，用于检测透射过样品的光，从而测量雾度；以及零透镜，置于样品和积分球之间，并将通过样品入射到积分球上的光转换成平行光。
根据本发明的再一方面，样品为透明平面样品、玻璃透镜、塑料透镜、以及液体透镜中的任意一种。
根据本发明的再一方面，样品为具有曲面的样品。
根据本发明的再一方面，具有曲面的样品为凹透镜。
根据本发明的再一方面，具有曲面的样品为凸透镜。
根据本发明的再一方面，积分球包括：第一开口，用于接收透射过样品的光；第二开口，形成在与第一开口相对的位置；第三开口，形成在与第一和第二开口正交的方向上；第一传感器，安装在第二开口中，用于测量透射过样品的光中的平行光；以及第二传感器，安装在第三开口中，用于测量透射过样品的光中的散射光。
因此，在本发明中，可以使用零透镜或液体透镜精确地测量雾度，而不管样品的形状如何。
附图说明
本发明的总体思想的各个方面及优点将通过以下结合附图对实施例的描述而变得显而易见，并更易于理解，其中：
图1A和图1B是用于解释根据相关技术的雾度测量方法的示图，图1A是说明穿过样品的总透射光的测量方法的示图，图1B是说明穿过样品的散射光的测量方法的示图；
图2A和图2B是用于解释根据相关技术的在具有平面的样品以及具有曲面的样品上的雾度测量方法的示图；
图3和图4是用于解释根据本发明的雾度测量方法的示图，图3是说明穿过样品的总透射光的测量方法的示图，而图4是说明穿过样品的散射光的测量方法的示图；以及
图5和图6是用于解释根据本发明的另一雾度测量方法的示图，图5是说明使用液体透镜测量穿过样品的总透射光的方法的示图，而图6是说明使用液体透镜测量穿过样品的散射光的方法的示图。
具体实施方式
现在，将详细地参照本发明总体思想的实施例，其实例在附图中示出，其中，相同的参考标号始终表示相同的元件。以下，通过参照附图描述实施例解释本发明的总体思想。
以下，将参照附图详细地描述本发明的优选实施例。
图3和图4是用于解释根据本发明的雾度测量方法的示图。图3是说明穿过样品的总透射光的测量方法的示图，图4是说明穿过样品的散射光的测量方法的示图。
如图3和图4所示，根据本发明的雾度测量装置包括：光源10，用于产生光；具有曲面的样品20，由光源10产生的光入射到其上；零透镜50，用于接收从样品20输出的光，并将光转换成平行光而输出；以及积分球30，用于接收从零透镜50输出的平行光，将平行光分成平行光PT和散射光DT，然后检测经过分离的平行光PT和散射光DT，以测量雾度。
作为由透明材料制成的具有曲面的样品20，可包括玻璃或塑料、玻璃透镜、塑料透镜、液体透镜等。在本发明中，具有平面的样品以及具有曲面的样品可用作测量雾度，并且也可应用具有其他不同形状的样品。
零透镜50用于将汇聚到具有曲面的样品20上和从其发散的光转换成平行光。当具有曲面的样品20为凸透镜时，零透镜50优选由凹透镜组成。另一方面，当具有曲面的样品20为凹透镜时，零透镜50可由凸透镜组成。
积分球30设置有：第一开口30a，用于接收透射过零透镜50的平行光，以将其分成平行光PT和散射光DT；第二开口30b，形成在与第一开口30a相对的位置上；以及第三开口30c，在与第一和第二开口30a和30b正交的方向上形成。此外，第二开口30b设置有第一传感器40a，用于测量通过第一开口30a分离的平行光PT；以及第二传感器40b，用于测量通过第一开口30a分离的散射光DT。
由光源10产生的光通过具有曲面的样品20的会聚和发散而折射。此外，通过具有曲面的样品20折射的光由零透镜50转换成平行光，并且通过零透镜50输出的平行光入射到积分球30的第一开口30a上，以将其分成平行光PT和散射光DT。由此，积分球30检测入射到其上的平行光PT和散射光DT，以测量雾度。
在这种情况下，如以下的表达式2中所示，由平行光PT与散射光DT之比表示用于计算雾度的表达式，这与相关技术相同。
[表达式2]
Figure A20061011156800121
因此，如果已知平行光PT与散射光DT之比，就可以通过表达式2测量雾度。
如图3所示，使用安装在积分球30的第二开口3b中的第一传感器40a来测量穿过积分球30的第一开口30a入射的总透射光(或平行光)PT。如图4所示，使用安装在积分球30的第三开口3c中的第二传感器40b来测量穿过积分球30的第一开口30a入射的散射光DT。如上所述，ISO FDIS 14782中规定了用于测量雾度的标准。
在本发明中，尽管要被测量雾度的样品为具有曲面的样品，但使用零透镜就可以精确地测量雾度。即，尽管由光源产生的光会被具有曲面的样品折射，但通过零透镜将通过具有曲面的样品折射的光转换成平行光，就可以测量雾度。通过零透镜输出的平行光在通过积分球的第一开口入射时被分成平行光PT和散射光DT。因此，如上所述，当通过第一和第二传感器40a和40b检测在积分球30内部被分开的平行光PT和散射光DT时，可以通过表达式2很容易地测量雾度。
由此，在本发明中，可以精确地对具有任任意状的样品测量雾度。
接下来，图5和图6是用于解释根据本发明的另一雾度测量方法的示图。图5是说明使用液体透镜测量穿过样品的总透射光的方法的示图，而图6是说明使用液体透镜测量穿过样品的散射光的方法的示图。
如图5和图6所示，根据本发明的雾度测量装置包括：光源10，用于产生光；具有曲面的样品20，由光源10产生的光入射到其上；液体透镜60，用于接收从样品20输出的光，并将光转换成平行光而输出；以及积分球30，用于接收从液体透镜60输出的平行光，将平行光分成平行光PT和散射光DT，然后检测经过分离的平行光PT和散射光DT，以测量雾度。
液体透镜60用于将会聚在具有曲面的样品20上和从其发散的光转换成平行光而输出。此外，根据样品的类型，液体透镜60改变所施加的电压，以改变曲率，从而改变焦距。即，仅通过简单地调节所施加的电压，液体透镜60就可改变焦距，而不用根据样品的材料改变位置来调节焦距。因此，当在样品中折射的光穿过液体透镜60时，而不管样品类型如何，通过所施加的电压液体透镜60就能改变焦距，从而将入射到积分球30上的光转换成平行光。
在本发明中，尽管要被测量雾度的样品为具有曲面的样品(例如，透镜)，但使用液体透镜就可精确地测量雾度。即，尽管由光源产生的光被具有曲面的样品折射，但通过液体透镜60将通过具有曲面的样品折射的光转换成平行光，就可以测量雾度。通过液体透镜60输出的平行光在通过积分球的第一开口入射时被分成平行光PT和散射光DT。因此，如上所述，当通过第一和第二传感器40a和40b检测在积分球30内部被分开的平行光PT和散射光DT时，可以通过表达式2很容易地测量雾度。
在本发明中，将在样品中折射的光转换成平行光的准直仪(collimator)可由液体透镜60代替。因此，无论何时样品的类型发生改变，都不需要更换准直仪。即，如果根据样品改变所施加的电压，则液体透镜的曲率也发生变化，以改变焦距。因此，准直仪不需要根据样品而更换。
由此，在本发明中，可以精确地测量关于具有任意形状的样品的雾度。此外，可以仅使用液体透镜测量所有样品的雾度，而不用根据样品来更换准直仪。
根据雾度测量方法及其装置，在具有曲面的样品和积分球之间增加零透镜或液体透镜，使得通过样品入射到积分球上的光不会被折射，因而，不管样品的形状如何，都可以定量地测量并估计雾度。
因此，可以估计注模塑料透镜的白雾度，并将无法用肉眼观察到的雾度的估计基准标准化。
此外，通过使用液体透镜根据样品改变所施加的电压，来改变焦距。因此，无论何时样品的类型发生改变，都不需要更换准直仪。
此外，在估计液体透镜时，可对每个电压实时地测量雾度。
此外，可测量液态的液体透镜(由液体组成)的雾度。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种雾度测量方法，包括：
将由光源产生的光透射过样品；
通过零透镜将透射过所述样品的所述光转换为平行光；
以及
通过积分球将透射过所述零透镜的所述光分成平行光和散射光，然后测量雾度。
2.根据权利要求1所述的雾度测量方法，
其中，通过以下的表达式得到所述雾度：
Figure A2006101115680002C1
3.根据权利要求2所述的雾度测量方法，
其中，所述平行光通过所述积分球在所述平行光入射方向上形成的开口中安装的传感器检测。
4.根据权利要求2所述的雾度测量方法，
其中，所述散射光通过所述积分球在与所述平行光入射方向正交的方向上形成的开口中安装的传感器检测。
5.根据权利要求1所述的雾度测量方法，
其中，使用透明平面样品、玻璃透镜、塑料透镜、以及液体透镜中的任意一种作为所述样品。
6.根据权利要求1所述的雾度测量方法，
其中，所述样品为具有曲面的样品。
7.根据权利要求6所述的雾度测量方法，
其中，所述具有曲面的样品为凹透镜。
8.根据权利要求6所述的雾度测量方法，
其中，所述具有曲面的样品为凸透镜。
9.一种雾度测量装置，包括：
光源，用于产生光；
样品，用于从所述光源接收所述光，并透射所述光；
积分球，用于检测透射过所述样品的所述光，以测量雾度；以及
零透镜，置于所述样品和所述积分球之间，并将通过所述样品入射到所述积分球上的所述光转换成平行光。
10.根据权利要求9所述的雾度测量装置，
其中，所述样品为透明平面样品、玻璃透镜、塑料透镜、以及液体透镜中的任意一种。
11.根据权利要求9所述的雾度测量装置，
其中，所述样品为具有曲面的样品。
12.根据权利要求11所述的雾度测量装置，
其中，所述具有曲面的样品为凹透镜。
13.根据权利要求11所述的雾度测量装置，
其中，所述具有曲面的样品为凸透镜。
14.根据权利要求9所述的雾度测量装置，
其中，所述积分球包括：
第一开口，用于接收透射过所述样品的所述光；
第二开口，形成在与所述第一开口相对的位置；
第三开口，在与所述第一和第二开口正交的方向上形成；
第一传感器，安装在所述第二开口中，以测量透射过所述样品的所述光中的平行光；以及
第二传感器，安装在所述第三开口中，以测量透射过所述样品的所述光中的散射光。
15.一种雾度测量装置，包括：
光源，用于产生光；
样品，用于从光源接收所述光，并透射所述光；
积分球，用于检测透射过所述样品的所述光，以测量雾度；以及
液体透镜，置于所述样品和所述积分球之间，并将通过所述样品入射到所述积分球上的所述光转换成平行光。
16.根据权利要求15所述的雾度测量装置，
其中，在所述液体透镜中，根据样品的类型改变所施加的电压，并根据经过改变的电压来改变所述样品的曲率，从而改变焦距。
17.根据权利要求15所述的雾度测量装置，
其中，所述样品为透明平面样品、玻璃透镜、塑料透镜、以及液体透镜中的任意一种。
18.根据权利要求15所述的雾度测量装置，
其中，所述样品为具有曲面的样品。
19.根据权利要求18所述的雾度测量装置，
其中，所述具有曲面的样品为凹透镜。
20.根据权利要求18所述的雾度测量装置，
其中，所述具有曲面的样品为凸透镜。
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