发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种光学探头,该光学探头能够去掉环境光源等的干扰信号,保证测得信号的准确性及远距离非接触式的测量,并且在信号处理上采用了RMS技术使得测得的信号更稳定,精度更高。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种用于测定液晶模组Flicker闪烁度的设备;该设备能够准确稳定的测量Flicker闪烁度值,保证设备测得的Flicker最小值与人的视觉感受一致,同时可实现非接触远距离测量方式,且保证测得数据准确。
为解决上述第一个技术问题,本发明采用下述技术方案:
一种光学探头,所述光学探头包括在第一壳体内依次设置的遮光部件、与遮光部件连接固定的滤光片、与滤光片连接固定的光学传感器、以及与光学传感器通过导线连接的放大基板部件。
待测液晶模组表面的光信号经由光学探头上设置的“遮光部件”去除掉杂光后进入“滤光片”和“光学传感器”中,这样获得的灵敏度曲线就符合视见函数要求,测量出的Flicker值和人的视觉感受也是一致的,不会出现偏离现象。
由光学传感器转换后的电信号进入“放大基板部件”中进行信号放大后由“屏蔽线”传送给外部检测设备中实现Flicker的测量。
进一步的,所述放大基板部件包括第一放大基板、屏蔽罩和第二放大基板;所述第一放大基板与第二放大基板通过排线连接,所述屏蔽罩固接在所述第一放大基板上;所述光学传感器通过导线与第一放大基板电连接。
所述屏蔽罩焊接在第一放大基板上,屏蔽罩将第一放大基板上所有的模拟电路元件罩住,防止电磁干扰的发生。
进一步的,所述第二放大基板上设有用于连接外部检测设备的屏蔽线;所述屏蔽线采用高性能信号电缆。
所述第一放大基板针对由光学传感器转换后的电信号实现第一级信号放大,第一放大基板上所有的模拟电路元件被屏蔽罩罩住,并通过第一放大基板上信号地进行接地,防止干扰信号进入第一级信号放大电路中,电信号被第一放大基板放大后送入第二放大基板中,第一放大基板和第二放大基板共同将电信号转换成稳定的、幅值合适的电信号;该电信号通过焊接在第二放大基板上的CN3接插件与屏蔽线相连后送入外部检测设备中进行Flicker的测量。
在本发明中,信号地共分为两种地(共公端)一是数字地,数字电路部分的地全部接到数字地上(数字电路共公端),二是模拟地,模拟电路的地全部接到模拟地上(模拟电路公共端)。数字地与模拟地分开,最终一点接地,可以有效防止数字地上的干扰信号流入到模拟地上,干扰模拟信号。
进一步的,所述遮光部件包括第一遮光筒、第二遮光筒和第三遮光筒,所述第二遮光筒装设在所述第一遮光筒内;所述第三遮光筒通过螺纹与第一遮光筒紧固,且所述第三遮光筒同时固定住第二遮光筒。
通过对第一遮光筒和第三遮光筒内部开孔大小及筒径长度的设置,可以使待测液晶模组表面发出的一定角度的光信号与光学传感器表面所获得的光信号成一定的比例关系;在一定距离内,信号基本不变,实现非接触式,远距离测量;第二遮光筒主要起到屏掉杂光作用,并且第一遮光筒、第二遮光筒和第三遮光筒内部全部做了发黑处理,对吸收杂光的作用更有效。
进一步的,所述滤光片通过滤光片固定环固装在所述第三遮光筒内;所述滤光片与滤光片固定环组成滤光组件。
进一步的,所述光学传感器通过光学传感器固定座固装在所述第三遮光筒内,所述光学传感器固定座与第三遮光筒之间通过螺纹连接;所述的光学传感器与滤光组件紧密压接在一起。
进一步的,所述第三遮光筒通过一固定板与所述第一放大基板固装在一起。
进一步的,所述第一壳体的材质为塑胶材料,且所述第一壳体的内壁表面均作金属化处理。
所述第一壳体的内壁表面均作金属化处理的目的在于,其与屏蔽罩共同组成了两级防干扰措施,保证从光学探头取得的电信号稳定、真实。
为解决上述第二个技术问题,本发明采用下述技术方案:
一种用于测定液晶模组Flicker闪烁度的设备,所述设备包括主机和光学探头,主机和光学探头之间通过屏蔽线连接;所述主机包括信号处理电路板;
所述信号处理电路板包括显示基板和主基板,显示基板与主基板之间通过柔性扁平线缆电连接;
所述光学探头包括在第一壳体内依次设置的遮光部件、与遮光部件连接固定的滤光片、与滤光片连接固定的光学传感器、以及与光学传感器通过导线连接的放大基板部件。
待测液晶模组表面的光信号经由光学探头上设置的“遮光部件”去除掉杂光后进入“滤光片”和“光学传感器”中,这样获得的灵敏度曲线就符合视见函数要求,测量出的Flicker值和人的视觉感受也是一致的,不会出现偏离现象。
由光学传感器转换后的电信号进入“放大基板部件”中进行信号放大后由“屏蔽线”传送给外部检测设备中实现Flicker的测量。
进一步的,所述主基板包括Flicker闪烁度AC量采集模块、Flicker闪烁度DC量采集模块、模数转换模块、CPU处理模块、选择开关模块、通信模块和数码显示模块;
所述模数转换模块、选择开关模块、通信模块和数码显示模块分别与所述CPU处理模块连接;
所述的Flicker闪烁度DC量采集模块与所述模数转换模块连接;所述的Flicker闪烁度AC量采集模块连接有选频电路,选频电路通过RMS处理电路与所述模数转换模块连接。
所述的模数转换模块、Flicker闪烁度AC量采集模块和Flicker闪烁度DC量采集模块共同组成完整的Flicker闪烁度AC与DC的分离、采集和预处理功能;本发明在信号处理上采用了RMS技术,RMS(真有效值)是对交流信号幅度的基本量度,一个交流信号的真有效值等于在同一负载上产生同等热量所需的直流量,即在本发明中,是把闪烁的光信号先变成交流信号,再把交流信号变换成与其同能量的直流信号,使得测得的信号更稳定,精度更高。
通信模块可用于程序在线升级、实现实时与检查机进行联动功能;
数码显示模块用于实时显示Flicker闪烁度数值、测量频率、合格标准。
进一步的,所述主机还包括第二壳体,所述第二壳体罩设在所述信号处理电路板外,所述主基板与所述第二壳体的底板之间设有电源基板,该电源基板与所述主基板通过电缆连接,且该电源基板为整个主机提供电源。
进一步的,所述显示基板上设有15个呈U型曲线排列的发光二极管和四位的LED数码管。
15个呈U型曲线排列的发光二极管对Flicker闪烁度进行总体程度显示,四位的LED数码管能够精确显示Flicker闪烁度。
进一步的,所述放大基板部件包括第一放大基板、屏蔽罩和第二放大基板;所述第一放大基板与第二放大基板通过排线连接,所述屏蔽罩固接在所述第一放大基板上;所述光学传感器通过导线与第一放大基板电连接。
所述屏蔽罩焊接在第一放大基板上,屏蔽罩将第一放大基板上的所有模拟电路元件罩住,防止电磁干扰的发生。
所述第一放大基板针对由光学传感器转换后的电信号实现第一级信号放大,第一放大基板上所有的模拟电路元件被屏蔽罩罩住,并通过第一放大基板上信号地进行接地,防止干扰信号进入第一级信号放大电路中,电信号被第一放大基板放大后送入第二放大基板中,第一放大基板和第二放大基板共同将电信号转换成稳定的、幅值合适的电信号;该电信号通过焊接在第二放大基板上的CN3接插件与屏蔽线相连后送入外部检测设备中进行Flicker的测量。
在本发明中,信号地共分为两种地(共公端)一是数字地,数字电路部分的地全部接到数字地上(数字电路共公端),二是模拟地,模拟电路的地全部接到模拟地上(模拟电路公共端)。数字地与模拟地分开,最终一点接地,可以有效防止数字地上的干扰信号流入到模拟地上,干扰模拟信号。
进一步的,所述屏蔽线的一端与所述第二放大基板电连接,另一端与所述信号处理电路板电连接;所述屏蔽线一端与第二放大基板中的CN3接插件连接,另一端通过DB15接插件与主机中的信号处理电路板相连。
进一步的,所述遮光部件包括第一遮光筒、第二遮光筒和第三遮光筒,所述第二遮光筒装设在所述第一遮光筒内;所述第三遮光筒通过螺纹与第一遮光筒紧固,且所述第三遮光筒同时固定住第二遮光筒。
通过对第一遮光筒和第三遮光筒内部开孔大小及筒径长度的设置,可以使待测液晶模组表面发出的一定角度的光信号与光学传感器表面所获得的光信号成一定的比例关系;在一定距离内,信号基本不变,实现非接触式,远距离测量;第二遮光筒主要起到屏掉杂光作用,并且第一遮光筒、第二遮光筒和第三遮光筒内部全部做了发黑处理,对吸收杂光的作用更有效。
进一步的,所述滤光片通过滤光片固定环固装在所述第三遮光筒内;所述滤光片与滤光片固定环组成滤光组件。
进一步的,所述光学传感器通过光学传感器固定座固装在所述第三遮光筒内,所述光学传感器固定座与第三遮光筒之间通过螺纹连接;所述的光学传感器与滤光组件紧密压接在一起。
进一步的,所述第三遮光筒通过一固定板与所述第一放大基板固装在一起。
进一步的,所述第一壳体的材质为塑胶材料,且所述第一壳体的内壁表面均作金属化处理。
所述第一壳体的内壁表面均作金属化处理的目的在于,其与屏蔽罩共同组成了两级防干扰措施,保证从光学探头取得的电信号稳定、真实。
本发明中所述的用于测定液晶模组Flicker闪烁度的设备工作原理如下:
所述设备包括主机和光学探头,其中主机包括信号处理电路板,所述信号处理电路板包括显示基板和主基板;光学探头用来实现数据的采集功能,主基板和显示基板用来实现数据的存取、通讯、控制和显示等功能。
所述主基板采用了CPU处理模块+交直流分离电路+选频电路+RMS处理电路+A/D转换电路+显示电路+通信电路为核心的电路处理方式,配合相应的ROM、RAM等硬件系统;其中CPU处理模块采用ARM处理器。
待测液晶模组发出的光信号经由符合视见函数的遮光筒式光电探头转换成电信号,传送到交直流分离电路,其将Flicker信号中的交流分量与直流分量分成两路不同的信号。直流分量作为基础信号,数字化后送入CPU处理模块中进行分析;交流分量被送入选频电路中,旁路掉其它频率信号后送入RMS处理电路中,提取出交流信号的有效值,数字化后送入CPU处理模块中,综合交直流分析结果,计算出液晶模组的Flicker值。
待测液晶模组表面的光信号经由光学探头中的遮光筒部件去除掉杂光后进入滤光片和光电传感器中,这样获得的灵敏度曲线就符合视见函数要求,测量出的Flicker值和人的视觉感受也是一致的。不会出现偏离现象。
由光电传感器转换后的电信号进入放大基板部件中进行信号放大后由高性能信号电缆传送给主机实现Flicker的测量。
综上所述,在对光电信号进行分析与处理过程中,因采用了选频技术来对应不同工作频率的液晶模组,对测得的Flicker闪烁度原始数据进行变换分析、还原,并采用遮光筒光学系统去掉环境光源等的干扰信号,可以保证测得信号的准确性及远距离非接触式的测量;采用了与明视觉光谱效率函数相符的遮光筒式光电探头,使得设备测得的Flicker闪烁度与人眼的视觉感受基本一致;由于采用了校正用ROM,光电探头可与任意主机进行对接,但测量精度保持一致的效果。
本发明与现有产品相比,具有如下积极有益的效果:
1、成本低,大约只有进口设备的二分之一左右,一般厂商都可以承受。其体积只有进口设备的四分之一左右,便于携带。
2、有效消除因人为因素导致对Flicker最小值判别标准的不一致。
3、设备专为测量液晶模组Flicker闪烁度而设计,测得的Flicker闪烁度与人眼目视效果基本一致。
4、非接触远距离测量方式,测量距离小于等于100mm时,保证数据准确。
5、本发明在信号处理上采用了RMS技术,RMS(真有效值)是对交流信号幅度的基本量度,一个交流信号的真有效值等于在同一负载上产生同等热量所需的直流量,即在本发明中,是把闪烁的光信号先变成交流信号,再把交流信号变换成与其同能量的直流信号,使得测得的信号更稳定,精度更高。
实施例2:
如图1至9所示,本实施例提供一种用于测定液晶模组Flicker闪烁度的设备,所述设备包括主机7和如实施例1所述的光学探头1,主机7和光学探头1之间通过屏蔽线631连接;;所述主机7包括信号处理电路板和第二壳体9;所述信号处理电路8板包括显示基板81和主基板82,显示基板81与主基板82之间通过柔性扁平线缆电连接;
所述主基板82包括Flicker闪烁度AC量采集模块821、Flicker闪烁度DC量采集模块822、模数转换模块823、CPU处理模块824、选择开关模块825、通信模块826和数码显示模块827;所述模数转换模块823、选择开关模块825、通信模块826和数码显示模块827分别与所述CPU处理模块824连接;
所述的Flicker闪烁度DC量采集模块822与所述模数转换模块823连接;所述的Flicker闪烁度AC量采集模块821连接有选频电路828,该选频电路828通过RMS处理电路829与所述模数转换模块823连接。
所述的模数转换模块823、Flicker闪烁度AC量采集模块821和Flicker闪烁度DC量采集模块822共同组成完整的Flicker闪烁度AC与DC的分离、采集和预处理功能;通信模块826可用于程序在线升级、实现实时与检查机进行联动功能;数码显示模块827用于实时显示Flicker闪烁度数值、测量频率、合格标准。
所述第二壳体罩9设在所述信号处理电路板外,所述主基板82与所述第二壳体9的底板之间设有电源基板83,该电源基板83与所述主基板82通过电缆连接,且该电源基板83为整个主机提供电源。
所述显示基板81上设有15个呈U型曲线排列的发光二极管811和四位的LED数码管812;15个呈U型曲线排列的发光二极管811对Flicker闪烁度进行总体程度显示,四位的LED数码管812能够精确显示Flicker闪烁度。
所述光学探头1包括在第一壳体2内依次设置的遮光部件3、与遮光部件3连接固定的滤光片4、与滤光片4连接固定的光学传感器5、以及与光学传感器5通过导线连接的放大基板部件6;所述第一壳体2的材质为塑胶材料,且所述第一壳体2的内壁表面均作金属化处理。
所述放大基板部件6包括第一放大基板61、屏蔽罩62和第二放大基板63;所述第一放大基板61与第二放大基板63通过排线连接,所述屏蔽罩62固接在所述第一放大基板61上,屏蔽罩62的作用是将第一放大基板61上所有的模拟元件罩住,防止电磁干扰的发生。所述光学传感器5通过导线与第一放大基板61电连接;所述屏蔽线631一端与第二放大基板63中的CN3接插件连接,另一端通过DB15接插件与主机7中的主基板82相连。所述屏蔽线631采用高性能信号电缆。所述第一壳体2的内壁表面均作金属化处理的目的在于,其与屏蔽罩62共同组成了两级防干扰措施,保证从光学探头1取得的电信号稳定、真实。
所述遮光部件3包括第一遮光筒31、第二遮光筒32和第三遮光筒33,所述第二遮光筒32装设在所述第一遮光筒31内;所述第三遮光筒33通过螺纹与第一遮光筒31紧固,且所述第三遮光筒33同时固定住第二遮光筒32;所述第三遮光筒33通过一固定板331与所述第一放大基板61固装在一起。
所述滤光片4通过滤光片固定环41固装在所述第三遮光筒33内;所述滤光片4与滤光片固定环41组成滤光组件。所述光学传感器2通过光学传感器固定座51固装在所述第三遮光筒33内,光学传感器固定座51与第三遮光筒33之间通过螺纹连接;光学传感器5与滤光组件紧密压接在一起。
在具体实施中,光学探头1用来实现数据的采集功能,主基板82和显示基板81用来实现数据的存取、通讯、控制和显示等功能。由光电传感器5转换后的电信号进入放大基板部件6中进行信号放大后由高性能信号电缆传送给主机实现Flicker的测量。
主基板82采用了CPU处理模块+交直流分离电路+选频电路+RMS处理电路+A/D转换电路+显示电路+通信电路为核心的电路处理方式,配合相应的ROM、RAM等硬件系统;其中CPU处理模块采用ARM处理器。待测液晶模组发出的光信号经由符合视见函数的遮光筒式光电探头转换成电信号,传送到交直流分离电路,其将Flicker信号中的交流分量与直流分量分成两路不同的信号。直流分量作为基础信号,数字化后送入CPU处理模块中进行分析;交流分量被送入选频电路中,旁路掉其它频率信号后送入RMS处理电路中,提取出交流信号的有效值,数字化后送入CPU处理模块中,综合交直流分析结果,计算出液晶模组的Flicker值。
本文中所采用的描述方位的词语“上”、“下”、“左”、“右”等均是为了说明的方便基于附图中图面所示的方位而言的,在实际装置中这些方位可能由于装置的摆放方式而有所不同。
综上所述,本发明所述的实施方式仅提供一种最佳的实施方式,本发明的技术内容及技术特点已揭示如上,然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明所揭示的内容而作各种不背离本发明创作精神的替换及修饰;因此,本发明的保护范围不限于实施例所揭示的技术内容,故凡依本发明的形状、构造及原理所做的等效变化,均涵盖在本发明的保护范围内。