專利名稱：光學(xué)參數(shù)按空間角度分布的測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)測量系統(tǒng)，用于顯示器件的光學(xué)參數(shù)按角度分布的測量，也可用于其它發(fā)光器件、光學(xué)材料、光學(xué)器件的光學(xué)參數(shù)按角度分布的測量。
背景技術(shù)：
光學(xué)參數(shù)按角度分布的測量儀器是研究開發(fā)和生產(chǎn)各種顯示器的重要工具。人們已經(jīng)開發(fā)出一些測試系統(tǒng)來滿足光參數(shù)按角度分布測量的需要，例如Radiant Imaging公司開發(fā)發(fā)的平板顯示器測量系統(tǒng)(www.radiantimaging.com)，Photal公司的MD系列產(chǎn)品(www.photal.co.jp)，中國北方液晶中心的LCT-5016液晶參數(shù)綜合測試儀(www.cclci.com)，Microvision公司的SS-220測試系統(tǒng)(www.microvsn.com)，LMS公司的LFS6-6500測試系統(tǒng)(www.Imscorp.co.kr)以及ESTAR公司的FPM-500，F(xiàn)PM-510，F(xiàn)PM-530-FO測試系統(tǒng)(www.wester.com/fpm)等，這些測量系統(tǒng)體積大，它們需要多維線性和旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置，需要多個運(yùn)動驅(qū)動器件包括電機(jī)及驅(qū)動電源等，有時需要光學(xué)平臺甚至專用實(shí)驗(yàn)室。ELDIM公司的視角測試儀(www.eldim.fr)不使用運(yùn)動驅(qū)動器件，但由于使用了富里葉透鏡和CCD成像器件，使其造價昂貴。在許多場合，研究開發(fā)人員需要一種簡易便攜式的測試系統(tǒng)，但目前還沒有一種用于顯示器的便攜式的光學(xué)參數(shù)按角度分布的測量系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種便攜式的測量光學(xué)參數(shù)按角度分布的測量系統(tǒng)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是角度傳感器安裝在光探測器組件和被測點(diǎn)之間，光探測器做圓形軌跡運(yùn)動的軸線與角度傳感器的轉(zhuǎn)動軸線不重合在一起，光探測器和角度傳感器的轉(zhuǎn)動軸由一動力臂長度可變的杠桿連接，在推動光探測器的同時，杠桿可帶動角度傳感器，使角度傳感器和光探測器能同時繞各自的軸線運(yùn)動。由于這一結(jié)構(gòu)在手動旋轉(zhuǎn)光探測器組件的同時，可通過角度傳感器準(zhǔn)確測量光探測器所在的角度位置，并且實(shí)時的角度測量和計算機(jī)的高速采樣使由于手動而帶來的轉(zhuǎn)速不均，轉(zhuǎn)動方向隨機(jī)變化的現(xiàn)象不影響測試結(jié)果，因此這一結(jié)構(gòu)可以不使用任何電機(jī)及其驅(qū)動電源，只需要一根USB電纜與計算機(jī)相聯(lián)，因此它是一種便攜式的測試系統(tǒng)。
測量系統(tǒng)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)是光探測器組件可繞一圓形軌跡運(yùn)動，被測點(diǎn)位于這一圓形軌跡運(yùn)動的軸線上。角度傳感器安裝在光探測器組件和被測點(diǎn)之間并位于光探測器接收范圍以外的位置，光探測器組件做圓形軌跡運(yùn)動的軸線與角度傳感器的轉(zhuǎn)動軸線不重合在一起，這樣可使包括被測點(diǎn)在內(nèi)的被測平面上的任何位置不被測試系統(tǒng)的部件所占據(jù)，從而可使測試系統(tǒng)對被測物體尺寸的大小沒有限制。光探測器和角度傳感器的轉(zhuǎn)動軸由一動力臂長度可變的杠桿連接，使角度傳感器和光探測器能同時繞各自的軸線轉(zhuǎn)動。根據(jù)角度傳感器提供的信息，可確定光探測器相對被測點(diǎn)的角度，再通過光探測器在該角度下給出的信息，得到在該角度下的光學(xué)參數(shù)。在光探測器與角度傳感器同時旋轉(zhuǎn)的過程中，一計算機(jī)接口電路在計算機(jī)的控制下從角度傳感器采集角度信息和從光探測器采集光信息，數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)處理后可得到光學(xué)參數(shù)按角度分布的結(jié)果。
連接光探測器組件和角度傳感器的杠桿，將轉(zhuǎn)動由探測器組件傳遞給角度傳感器，連接光探測器組件和角度傳感器的杠桿一端固定在角度傳感器的旋轉(zhuǎn)軸上并與角度傳感器同步轉(zhuǎn)動，杠桿另一端有一長形孔，光探測器組件與杠桿的作用點(diǎn)隨光探測器相對被測點(diǎn)角度的不同而不同，這一作用點(diǎn)在位于杠桿上的長形孔內(nèi)移動，以保證角度傳感器和光探測器能同時繞各自的圓心轉(zhuǎn)動。
上述光探測器組件包括光探測器、安裝固定光探測器的外殼、滑塊及手柄，滑塊上有圓弧形軌道，它可使光探測器組件在一圓形導(dǎo)軌上運(yùn)動，并使光探測器指向圓形軌跡的圓心；光探測器組件上的手柄是中空的，角度傳感器和光探測器的引線全部由位于光探測器組件上的手柄引入及引出，推動手柄可使光探測器運(yùn)動，同時這一運(yùn)動通過杠桿帶動角度傳感器轉(zhuǎn)動。光探測器組件內(nèi)可安裝不同種類的光探測器，本實(shí)用新型所述的光探測器可以是光電探測器，CCD列陣圖像探測器或成像光纖，與光譜儀器相連的光纖，也可以是具有照明和光采集功能的多通道光纖。
將光探測器，角度傳感器用上述結(jié)構(gòu)安裝連接起來以后，再配合計算機(jī)接口電路，計算機(jī)及計算機(jī)程序，這一光學(xué)檢測系統(tǒng)可測量各種光學(xué)參數(shù)隨角度的變化，這些參數(shù)可以是光強(qiáng)、對比度、波長，光學(xué)材料透射率，光的偏振度，光的反射、光的散射及圖像等。
本實(shí)用新型的有益效果是用比現(xiàn)有技術(shù)更簡單的結(jié)構(gòu)來獲得光學(xué)參數(shù)按角度分布的曲線，為使用者提供一種便攜式測試系統(tǒng)。


圖1是本實(shí)用新型的總體框圖。
圖2是本實(shí)用新型中光學(xué)探測器組件的法線相對被測點(diǎn)的角度和角度傳感器轉(zhuǎn)動角度的關(guān)系以及光探測器組件與杠桿作用點(diǎn)運(yùn)動軌跡的示意圖。
圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
一。
圖4是實(shí)施例1中的光探測器組件。
圖5、圖6是實(shí)施例1采用的計算機(jī)程序框圖。
圖中1、計算機(jī)或可編程微處理器，2、模擬量/數(shù)據(jù)量、輸入/輸出接口電路，3、角度傳感器，4、光譜儀，5、光探測器組件，6、被測物體，10、光探測器法線與被測物體表面法線的夾角，這一夾角的頂點(diǎn)是被測點(diǎn)，11、角度傳感器的角位移，該角的頂點(diǎn)是角度傳感器的旋轉(zhuǎn)中心，12、光探測器組件與杠桿作用點(diǎn)的運(yùn)動軌跡，13、光探測器組件與杠桿的作用點(diǎn)，14，當(dāng)被測物是一平面時，該平面所處的位置，16、杠桿上的長形孔，17、杠桿，18、圓形導(dǎo)軌，19、被測物體上的被測點(diǎn)，20、光探測器組件中的可裝入探測器、透鏡和慮光片的外殼，21、光探測器組件上的滑塊，22、光探測器組件上的手柄，23、光探測器組件上的弧形滑道。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如圖3所示，將光探測器(Hamamatsu公司，S9219)裝入光探測器組件(5)，光探測器的接收端面對被測點(diǎn)(19)，角度傳感器(3)是松下公司的EVLHFAA01，它的旋轉(zhuǎn)軸心與被測點(diǎn)的距離為d，光探測器和角度傳感器的電源線和信號線由手柄(22)引入及引出，信號輸出線與模擬量/數(shù)據(jù)量輸入/輸出接口電路(2)連接，接口電路是北京優(yōu)采公司的UA307，接口電路可同時提供光探測器和角度傳感器所需的電源；杠桿(17)一端固定在角度傳感器(3)的轉(zhuǎn)軸上，杠桿的另一端有一長形孔(16)，光探測器組件(5)上的定位銷(13)可在長形孔中移動，用手推動手柄(22)使光探測器組件在軌道(18)上滑動，同時杠桿(17)帶動角度傳感器(3)轉(zhuǎn)動，角度傳感器(3)輸出的角度信息和光探測器輸出的光信息被接口電路(2)采集并通過一根USB電纜送人計算機(jī)，計算機(jī)根據(jù)角度傳感器提供的角度信息和角(10)與角(11)之間的關(guān)系角(10)＝角(11)-arcsin(d×sin(角(11))/R)算出光探測器所在的角度(10)并給出在該角度下的光參數(shù)。這里d是角度傳感器的轉(zhuǎn)軸與被測點(diǎn)之間的距離，R是光探測器組件與杠桿的作用點(diǎn)作圓形軌跡運(yùn)動的半徑。也可先對系統(tǒng)進(jìn)行角度定標(biāo)，獲得角度傳感器輸出和光探測器位置對應(yīng)的曲線，計算機(jī)根據(jù)角度傳感器的輸出來確定光探測器所在的角度并給出在該角度下的光參數(shù)。本實(shí)施例在工作時，用手推動手柄(22)使光探測器組件在圓形軌道上運(yùn)動，這一運(yùn)動通過杠桿帶動角度傳感器轉(zhuǎn)動，計算機(jī)執(zhí)行圖5所示的程序，通過接口電路交替采集光信號和角度信號，在采集數(shù)據(jù)過程中，計算機(jī)程序可實(shí)時判斷光探測器所在的角度并測量在該角度下的光參數(shù)，光探測器在測量過程中可非勻速運(yùn)動及隨意改變運(yùn)動方向。也可執(zhí)行圖6所示的程序，按固定的步長采集數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有同類測試系統(tǒng)相比，不需要其它驅(qū)動裝置，也不需要其它電源，因此它是一種便攜測試系統(tǒng)。
實(shí)施例二在實(shí)施例一中，用光纖取代光探測器，光纖一端在光探測器組件中面對被測點(diǎn)，另一端由手柄(22)引出并與光譜儀(4)相連，光譜儀將信號送人計算機(jī)，該系統(tǒng)可測量被測物體發(fā)光(或透光、反光)的光譜強(qiáng)度隨角度的變化，光譜儀是OceanOptics公司的USB4000。
權(quán)利要求1.一種測量光學(xué)參數(shù)按角度分布的測量系統(tǒng)，包括光探測器組件，角度傳感器，機(jī)械連接與運(yùn)動裝，接口電路，計算機(jī)和計算機(jī)程序；光探測器組件可繞被測點(diǎn)做圓形軌跡運(yùn)動，角度傳感器測量光探測器所在的位；其特征是角度傳感器安裝在光探測器和被測點(diǎn)之間，光探測器做圓形軌跡運(yùn)動的軸線與角度傳感器的轉(zhuǎn)動軸線不重合在一起，光探測器組件和角度傳感器的轉(zhuǎn)動軸之間由一動力臂長度可變的杠桿連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)參數(shù)按角度分布的測量系統(tǒng)，其特征是連接光探測器組件和角度傳感器的杠桿一端固定在角度傳感器的旋轉(zhuǎn)軸上并與角度傳感器同步轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)參數(shù)按角度分布的測量系統(tǒng)，其特征是連接光探測器組件和角度傳感器轉(zhuǎn)動軸的杠桿的動力臂長度隨光探測器相對被測點(diǎn)角度的不同而不同，杠桿上有一長形孔，光探測器組件與杠桿的作用點(diǎn)可在位于杠桿上的長形孔內(nèi)移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)參數(shù)按角度分布的測量系統(tǒng)，其特征是光探測器組件上的手柄是中空的，角度傳感器和光探測器的引線由這個位于光探測器組件上的手柄引入及引出。
專利摘要一種便攜式光學(xué)參數(shù)按空間角度分布的測量系統(tǒng)，光探測器可繞被測物體運(yùn)動，用于測量光探測器所在位置的角度傳感器安裝在光探測器和被測點(diǎn)之間，光探測器和角度傳感器的轉(zhuǎn)動軸之間由一動力臂長度可變的杠桿聯(lián)接，使角度傳感器和光探測器能同時繞各自的軸線運(yùn)動。包括被測點(diǎn)在內(nèi)的被測平面的任何位置不被測試系統(tǒng)的部件所占據(jù)，光探測器在測量過程中可非勻速運(yùn)動及隨意改變運(yùn)動方向。在光探測器與角度傳感器同時旋轉(zhuǎn)的過程中，一接口電路在計算機(jī)的控制下從角度傳感器采集角度信息和從光探測器采集光信息，數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)處理后可得到光學(xué)參數(shù)按角度分布的曲線。
文檔編號G12B5/00GK2898816SQ20052011556
公開日2007年5月9日 申請日期2005年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月26日
發(fā)明者王宗凱, 王春雨 申請人:王宗凱, 王春雨