CN2898816Y - 光学参数按空间角度分布的测量*** - Google Patents

Abstract

一种便携式光学参数按空间角度分布的测量***，光探测器可绕被测物体运动，用于测量光探测器所在位置的角度传感器安装在光探测器和被测点之间，光探测器和角度传感器的转动轴之间由一动力臂长度可变的杠杆联接，使角度传感器和光探测器能同时绕各自的轴线运动。包括被测点在内的被测平面的任何位置不被测试***的部件所占据，光探测器在测量过程中可非匀速运动及随意改变运动方向。在光探测器与角度传感器同时旋转的过程中，一接口电路在计算机的控制下从角度传感器采集角度信息和从光探测器采集光信息，数据经计算机处理后可得到光学参数按角度分布的曲线。

Description

光学参数按空间角度分布的测量***

技术领域：

本实用新型涉及一种光学测量***，用于显示器件的光学参数按角度分布的测量，也可用于其它发光器件、光学材料、光学器件的光学参数按角度分布的测量。

背景技术：

光学参数按角度分布的测量仪器是研究开发和生产各种显示器的重要工具。人们已经开发出一些测试***来满足光参数按角度分布测量的需要，例如：Radiant Imaging公司开发发的平板显示器测量***(www.radiantimaging.com)，Photal公司的MD系列产品(www.photal.co.jp)，中国北方液晶中心的LCT-5016液晶参数综合测试仪(www.cclci.com)，Microvision公司的SS-220测试***(www.microvsn.com)，LMS公司的LFS6-6500测试***(www.Imscorp.co.kr)以及ESTAR公司的FPM-500，FPM-510，FPM-530-FO测试***(www.wester.com/fpm)等，这些测量***体积大，它们需要多维线性和旋转机械装置，需要多个运动驱动器件包括电机及驱动电源等，有时需要光学平台甚至专用实验室。ELDIM公司的视角测试仪(www.eldim.fr)不使用运动驱动器件，但由于使用了富里叶透镜和CCD成像器件，使其造价昂贵。在许多场合，研究开发人员需要一种简易便携式的测试***，但目前还没有一种用于显示器的便携式的光学参数按角度分布的测量***。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种便携式的测量光学参数按角度分布的测量***。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：角度传感器安装在光探测器组件和被测点之间，光探测器做圆形轨迹运动的轴线与角度传感器的转动轴线不重合在一起，光探测器和角度传感器的转动轴由一动力臂长度可变的杠杆连接，在推动光探测器的同时，杠杆可带动角度传感器，使角度传感器和光探测器能同时绕各自的轴线运动。由于这一结构在手动旋转光探测器组件的同时，可通过角度传感器准确测量光探测器所在的角度位置，并且实时的角度测量和计算机的高速采样使由于手动而带来的转速不均，转动方向随机变化的现象不影响测试结果，因此这一结构可以不使用任何电机及其驱动电源，只需要一根USB电缆与计算机相联，因此它是一种便携式的测试***。

测量***的工作原理和基本结构是：光探测器组件可绕一圆形轨迹运动，被测点位于这一圆形轨迹运动的轴线上。角度传感器安装在光探测器组件和被测点之间并位于光探测器接收范围以外的位置，光探测器组件做圆形轨迹运动的轴线与角度传感器的转动轴线不重合在一起，这样可使包括被测点在内的被测平面上的任何位置不被测试***的部件所占据，从而可使测试***对被测物体尺寸的大小没有限制。光探测器和角度传感器的转动轴由一动力臂长度可变的杠杆连接，使角度传感器和光探测器能同时绕各自的轴线转动。根据角度传感器提供的信息，可确定光探测器相对被测点的角度，再通过光探测器在该角度下给出的信息，得到在该角度下的光学参数。在光探测器与角度传感器同时旋转的过程中，一计算机接口电路在计算机的控制下从角度传感器采集角度信息和从光探测器采集光信息，数据经计算机处理后可得到光学参数按角度分布的结果。

连接光探测器组件和角度传感器的杠杆，将转动由探测器组件传递给角度传感器，连接光探测器组件和角度传感器的杠杆一端固定在角度传感器的旋转轴上并与角度传感器同步转动，杠杆另一端有一长形孔，光探测器组件与杠杆的作用点随光探测器相对被测点角度的不同而不同，这一作用点在位于杠杆上的长形孔内移动，以保证角度传感器和光探测器能同时绕各自的圆心转动。

上述光探测器组件包括光探测器、安装固定光探测器的外壳、滑块及手柄，滑块上有圆弧形轨道，它可使光探测器组件在一圆形导轨上运动，并使光探测器指向圆形轨迹的圆心；光探测器组件上的手柄是中空的，角度传感器和光探测器的引线全部由位于光探测器组件上的手柄引入及引出，推动手柄可使光探测器运动，同时这一运动通过杠杆带动角度传感器转动。光探测器组件内可安装不同种类的光探测器，本实用新型所述的光探测器可以是光电探测器，CCD列阵图像探测器或成像光纤，与光谱仪器相连的光纤，也可以是具有照明和光采集功能的多通道光纤。

将光探测器，角度传感器用上述结构安装连接起来以后，再配合计算机接口电路，计算机及计算机程序，这一光学检测***可测量各种光学参数随角度的变化，这些参数可以是光强、对比度、波长，光学材料透射率，光的偏振度，光的反射、光的散射及图像等。

本实用新型的有益效果是：用比现有技术更简单的结构来获得光学参数按角度分布的曲线，为使用者提供一种便携式测试***。

附图说明：

图1是本实用新型的总体框图。

图2是本实用新型中光学探测器组件的法线相对被测点的角度和角度传感器转动角度的关系以及光探测器组件与杠杆作用点运动轨迹的示意图。

图3是本实用新型具体实施方式一。

图4是实施例1中的光探测器组件。

图5、图6是实施例1采用的计算机程序框图。

图中：1、计算机或可编程微处理器，2、模拟量/数据量、输入/输出接口电路，3、角度传感器，4、光谱仪，5、光探测器组件，6、被测物体，10、光探测器法线与被测物体表面法线的夹角，这一夹角的顶点是被测点，11、角度传感器的角位移，该角的顶点是角度传感器的旋转中心，12、光探测器组件与杠杆作用点的运动轨迹，13、光探测器组件与杠杆的作用点，14，当被测物是一平面时，该平面所处的位置，16、杠杆上的长形孔，17、杠杆，18、圆形导轨，19、被测物体上的被测点，20、光探测器组件中的可装入探测器、透镜和虑光片的外壳，21、光探测器组件上的滑块，22、光探测器组件上的手柄，23、光探测器组件上的弧形滑道。

具体实施方式：

实施例一：如图3所示，将光探测器(Hamamatsu公司，S9219)装入光探测器组件(5)，光探测器的接收端面对被测点(19)，角度传感器(3)是松下公司的EVLHFAA01，它的旋转轴心与被测点的距离为d，光探测器和角度传感器的电源线和信号线由手柄(22)引入及引出，信号输出线与模拟量/数据量输入/输出接口电路(2)连接，接口电路是北京优采公司的UA307，接口电路可同时提供光探测器和角度传感器所需的电源；杠杆(17)一端固定在角度传感器(3)的转轴上，杠杆的另一端有一长形孔(16)，光探测器组件(5)上的定位销(13)可在长形孔中移动，用手推动手柄(22)使光探测器组件在轨道(18)上滑动，同时杠杆(17)带动角度传感器(3)转动，角度传感器(3)输出的角度信息和光探测器输出的光信息被接口电路(2)采集并通过一根USB电缆送人计算机，计算机根据角度传感器提供的角度信息和角(10)与角(11)之间的关系：角(10)＝角(11)-arcsin(d×sin(角(11))/R)算出光探测器所在的角度(10)并给出在该角度下的光参数。这里d是角度传感器的转轴与被测点之间的距离，R是光探测器组件与杠杆的作用点作圆形轨迹运动的半径。也可先对***进行角度定标，获得角度传感器输出和光探测器位置对应的曲线，计算机根据角度传感器的输出来确定光探测器所在的角度并给出在该角度下的光参数。本实施例在工作时，用手推动手柄(22)使光探测器组件在圆形轨道上运动，这一运动通过杠杆带动角度传感器转动，计算机执行图5所示的程序，通过接口电路交替采集光信号和角度信号，在采集数据过程中，计算机程序可实时判断光探测器所在的角度并测量在该角度下的光参数，光探测器在测量过程中可非匀速运动及随意改变运动方向。也可执行图6所示的程序，按固定的步长采集数据。本实用新型与现有同类测试***相比，不需要其它驱动装置，也不需要其它电源，因此它是一种便携测试***。

实施例二：在实施例一中，用光纤取代光探测器，光纤一端在光探测器组件中面对被测点，另一端由手柄(22)引出并与光谱仪(4)相连，光谱仪将信号送人计算机，该***可测量被测物体发光(或透光、反光)的光谱强度随角度的变化，光谱仪是OceanOptics公司的USB4000。

Claims (4)

1、一种测量光学参数按角度分布的测量***，包括光探测器组件，角度传感器，机械连接与运动装，接口电路，计算机和计算机程序；光探测器组件可绕被测点做圆形轨迹运动，角度传感器测量光探测器所在的位；其特征是：角度传感器安装在光探测器和被测点之间，光探测器做圆形轨迹运动的轴线与角度传感器的转动轴线不重合在一起，光探测器组件和角度传感器的转动轴之间由一动力臂长度可变的杠杆连接。

2、根据权利要求1所述的光学参数按角度分布的测量***，其特征是：连接光探测器组件和角度传感器的杠杆一端固定在角度传感器的旋转轴上并与角度传感器同步转动。

3、根据权利要求1所述的光学参数按角度分布的测量***，其特征是：连接光探测器组件和角度传感器转动轴的杠杆的动力臂长度随光探测器相对被测点角度的不同而不同，杠杆上有一长形孔，光探测器组件与杠杆的作用点可在位于杠杆上的长形孔内移动。

4、根据权利要求1所述的光学参数按角度分布的测量***，其特征是：光探测器组件上的手柄是中空的，角度传感器和光探测器的引线由这个位于光探测器组件上的手柄引入及引出。

Images