專利名稱：一種偏振特性元器件的光軸角度檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光電檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種具有偏振特性元器件的光軸角度 檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，偏振片、玻片、液晶等都具有偏振特性，在光學(xué)產(chǎn)品和實(shí)驗(yàn)中都會(huì) 用到大量的這些帶有偏振特性的元器件。這些元器件的偏振角度或光軸角度檢測(cè)顯得尤 為重要，而傳統(tǒng)的檢測(cè)方法多數(shù)是目測(cè)或通過(guò)光譜儀等設(shè)備檢測(cè)，目測(cè)結(jié)果顯然不是很 準(zhǔn)確，只能判斷大致方向，光譜儀檢測(cè)也不能準(zhǔn)確的檢測(cè)出光軸。目前液晶生產(chǎn)廠家很 少檢測(cè)出廠液晶盒的取向角度，而且這種角度帶有平均性，因此需要對(duì)整個(gè)液晶面進(jìn)行 平均檢測(cè)。眾多偏振片生產(chǎn)廠家只是在設(shè)備上設(shè)置好偏振角度，摩擦之后就不再檢測(cè)產(chǎn) 品的偏振角，這些廠家也需要相關(guān)設(shè)備對(duì)產(chǎn)品做快速檢測(cè)。偏振膜廠家從來(lái)不關(guān)心偏振 膜具體角度，只關(guān)心方向，而這也將降低各種產(chǎn)品的對(duì)比度。因此該領(lǐng)域需要一種快速 檢測(cè)偏振器件的測(cè)試設(shè)備。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠快速、精確測(cè)量液晶盒、偏振片、玻片的 透振方向或光軸的裝置，旨在解決現(xiàn)有偏光顯微鏡或光譜儀檢測(cè)方法測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)或偏 差較大的問(wèn)題。本實(shí)用新型所述的偏振特性元器件的光軸角度檢測(cè)裝置，其包括光源、起偏偏 振片、檢測(cè)平臺(tái)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、檢偏偏振片、濾光片、鏡頭和CCD器件，所述在鹵素?zé)艄?源產(chǎn)生的入射光線方向上依次同軸設(shè)置起偏偏振片、裝有待測(cè)偏振特性元器件的檢測(cè)平 臺(tái)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、檢偏偏振片、濾光片、鏡頭和CCD器件。上述光源為鹵素?zé)艄庠础Ｉ鲜鲂D(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)精度為0.1°本實(shí)用新型通過(guò)鹵素?zé)艄庠刺峁┮皇?jīng)準(zhǔn)直后的平行測(cè)試光束，再經(jīng)起偏偏振 片形成線偏振光照射待測(cè)偏振特性元器件，透射光線再經(jīng)檢偏偏振片、濾光片、鏡頭并 最終入射到CCD器件上，CCD器件由計(jì)算機(jī)控制適時(shí)收集透射光線圖像并儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)， 通過(guò)不斷改變待測(cè)偏振特性元器件與起偏偏振片的相對(duì)角度，利用CCD器件抓拍不同角 度下透射光線圖像。利用檢測(cè)偏振片與被檢測(cè)元件之間的透振方向的夾角與透射光的關(guān) 系來(lái)確定被檢測(cè)元件的光軸角度(透振方向)，該關(guān)系形成的原理是當(dāng)具有偏振特性的元 件與起偏、檢偏元件之間存在一定角度時(shí)，透射光強(qiáng)遵循馬呂斯定理，在光軸位置透射 光強(qiáng)為極小值。通過(guò)改變檢測(cè)元件與起偏器之間的夾角，用CCD記錄透射圖，每一幅圖 都與元件偏轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)，再建立角度與每一幅圖的灰度關(guān)系圖，通過(guò)關(guān)系圖找出灰度極 小值點(diǎn)，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的角度為元件透振方向或光軸角度。本實(shí)用新型采用一套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的測(cè)試設(shè)備，即可快速、準(zhǔn)確的測(cè)出待測(cè)偏振特性元器件光軸角，該設(shè)備采用的方法也簡(jiǎn)單易行，容易操作，有效解決了現(xiàn)有偏振特性 元器件廠家無(wú)法快速確定偏振特性元器件光軸角的問(wèn)題，例如液晶摩擦角、偏光片透振 方向、玻片光軸。而這些元器件是液晶顯示、投影設(shè)備、慮光設(shè)備等必須用到的器件， 準(zhǔn)確的角度測(cè)量有助于設(shè)備性能的提高。

圖1是本實(shí)用新型光軸角度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖像灰度值與光軸角度關(guān)系圖，由圖中可見該實(shí)施例的器件光軸為 7.3°，
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí) 施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用 以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖1所示，基于光軸和偏振圖像灰度關(guān)系的光軸角度檢測(cè)裝置包括鹵素?zé)?光源、起偏偏振片、檢測(cè)平臺(tái)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、檢測(cè)平臺(tái)上的樣品、檢偏偏振片、濾光片、 鏡頭、CCD器件，其中光源為鹵素?zé)艉蜏?zhǔn)直透鏡組成，光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直后為平行光，平行光照射到起偏偏 振片，起偏偏振片定標(biāo)后的光軸應(yīng)與偏振片托盤起始位置“0”對(duì)準(zhǔn)。檢測(cè)平臺(tái)與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)是一體的，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)帶有電機(jī)，可以對(duì)檢測(cè)平臺(tái)進(jìn)行精確 移動(dòng)，移動(dòng)精度0.1°。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件控制，檢測(cè)平臺(tái)可以手動(dòng)粗測(cè)。檢測(cè) 平臺(tái)上有元器件夾具，可以把待測(cè)元件夾在上面，檢測(cè)平臺(tái)底部有通光孔，尺寸可變。測(cè)試過(guò)程中檢偏偏振片與起偏偏振片始終保持平行，光軸與起始位置“0”對(duì) 齊。濾波片是可見光透射濾波片，將可見光以外雜波全部濾掉。鏡頭是用于把光成像于CCD器件上的，CCD是探測(cè)器，鏡頭是成像器件，所成 的像由CCD探測(cè)，本實(shí)用新型中的鏡頭和CCD是分離的，方便更換不同焦距的鏡頭。 CCD器件由計(jì)算機(jī)控制，并適時(shí)收集圖像儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)。在存儲(chǔ)圖像時(shí)，CCD器件可以采 取錄像模式和抓拍模式，抓拍模式屬于低速拍照，可以設(shè)置拍照間隔時(shí)間。在低速檢測(cè) 時(shí)，檢測(cè)盤旋轉(zhuǎn)角度范圍與旋轉(zhuǎn)速度決定旋轉(zhuǎn)時(shí)間，旋轉(zhuǎn)時(shí)間決定錄像時(shí)間，保證一一 對(duì)應(yīng)。高速檢測(cè)時(shí)，由于拍攝速度既定，旋轉(zhuǎn)范圍既定，由此決定旋轉(zhuǎn)速度。所述檢測(cè)方法中包含圖像灰度提取算法，灰度與角度對(duì)應(yīng)，灰度極小值求解， 輸出光軸或透振方向角度，具體過(guò)程如下第一步，圖像讀取；第二步，圖像對(duì)應(yīng)光軸標(biāo)定；光軸標(biāo)定是根據(jù)測(cè)量范圍和精度設(shè)定的，例如要測(cè)量的光軸預(yù)期是7.5°，則產(chǎn) 生的標(biāo)定應(yīng)該以7.5°為中心，往兩側(cè)擴(kuò)展，如果需要測(cè)量精度為0.1°，則擴(kuò)展時(shí)兩個(gè) 數(shù)據(jù)間隔為0.1°，如表1，要求測(cè)量準(zhǔn)確到0.1°的范圍是在7-8°之間，整個(gè)測(cè)量判斷 區(qū)間在1-14°，表中19個(gè)數(shù)據(jù)將會(huì)和每一幅圖像對(duì)應(yīng)。表1預(yù)期為光軸為7.5°元件的定標(biāo)數(shù)據(jù)[0022]
權(quán)利要求1.一種偏振特性元器件的光軸角度檢測(cè)裝置，其特征在于包括光源、起偏偏振片、 檢測(cè)平臺(tái)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、檢偏偏振片、濾光片、鏡頭和CCD器件，所述在鹵素?zé)艄庠串a(chǎn)生 的入射光線方向上依次同軸設(shè)置起偏偏振片、裝有待測(cè)偏振特性元器件的檢測(cè)平臺(tái)和旋 轉(zhuǎn)平臺(tái)、檢偏偏振片、濾光片、鏡頭和CCD器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振特性元器件的光軸角度檢測(cè)裝置，其特征在于，所述光 源為鹵素?zé)艄庠础?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏振特性元器件的光軸角度檢測(cè)裝置，其特征在于，所 述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)精度為0.Γ。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種快速、精確測(cè)量偏振特性元器件的光軸角度檢測(cè)裝置，該裝置是在鹵素?zé)艄庠串a(chǎn)生的入射光線方向上依次同軸設(shè)置起偏偏振片、裝有待測(cè)偏振特性元器件的檢測(cè)平臺(tái)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、檢偏偏振片、濾光片、鏡頭和CCD器件。該裝置的工作過(guò)程為由光源、起偏偏振片產(chǎn)生一線偏振光，經(jīng)過(guò)待測(cè)偏振特性元器件；旋轉(zhuǎn)待測(cè)偏振特性元器件使其與起偏偏振片形成不同角度；通過(guò)CCD器件實(shí)時(shí)記錄不同夾角的透射光強(qiáng)圖像，記錄的圖像與旋轉(zhuǎn)夾角一一對(duì)應(yīng)，提取每一幅圖像的平均灰度值，求出灰度極小值所對(duì)應(yīng)的待測(cè)偏振特性元器件旋轉(zhuǎn)角度，此角度即為光軸角。
文檔編號(hào)G01B11/26GK201795784SQ201020516938
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者單云強(qiáng), 唐守平, 李文斌 申請(qǐng)人:無(wú)錫市奧達(dá)光電子有限責(zé)任公司