CN202631227U - 背光源光学参数在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种背光源光学参数在线检测装置，该装置包括：多元亮度探测器板，AD数字采集电路系统，稳压稳流电源，放置被测背光源的载物台，机箱，运输导轨，基座和测试启动开关等。本实用新型的最大优点是：由于多元亮度探测器和被测样品背光源的间隙很小，省略了成像光学系统，使得对背光源的光电数据检测是一个快速测试过程，测试成本低廉，所获得的亮度检测数据是多次采集数十个测试点的计算结果，测试精度高，可普及到企业光电测试实验室和产品在线自动化快速检测，是检验背光源产品合格和合格等级分类的重要检测设备。

Description

背光源光学参数在线检测装置

技术领域

本实用新型涉及背光源光学参数检测装置，具体是指一种具有可实现自动快速测试背光源发光面亮度数据的在线检测装置。

背景技术

目前液晶显示器(LCD)已成为电视机、电脑、手机等必不可少的重要部件。液晶显示器中，液晶本身为非发光器件，它需要借助背光源才能实现显示功能。巨大的LCD显示器市场，将背光源产业发展成为一个庞大的产业。据预测2012年全球背光模组市场规模将达168亿美元。背光源产业在国内和国际市场发展迅速。

基于光导板(LGP)技术的背光源是LCD目前最为理想的背光源，背光源光学性能的好坏直接影响LCD的图像显示质量。背光源发光面的可见光亮度和亮度均匀性参数是评价背光源产品品质和判别背光源产品合格与否的基本光学参数，十分需要有便利、快捷的检测仪器，甚至需要有可实现背光源产品在线的检测仪器。

目前世界各国以及我国现有的背光源产品光学参数测试是应用成像亮度计进行少数样品抽测的方法，以获得表征背光源面发光亮度分布均匀性和平均亮度数据。成像亮度计的基本原理是将面光源中所选择检测的区域经光学系统成像，通过置于像面的探测器检测像面的亮度而确定被检测物面的亮度。面光源上被选择检测区域的物面与像面互为共轭面。这种应用光学系统成像检测方法，需要应用多维测量支架，使被测样品或亮度计，作相对平移，选择不同的检测点，再调整亮度计进行测试。例如深圳、东莞、惠州、扬州一些我国大的LCD及背光源生产企业，都是应用BM-7型亮度计或手持式LS-100型亮度计等，将背光源样品悬挂在三维测试支架上，于背光源发光面的法线方向，选取背光源发光面上若干测试点，逐点测量发光面可见光亮度。例如对于小尺寸的背光源采样九个点，中等尺寸的背光源采样13个点，大尺寸(42″以上)的背光源采样25个点进行手工操作测试。再例如，苏州弗士达科学仪器有限公司是一家专业制造背光源光学测试仪器企业，所制造的不同尺寸背光源光学自动测量台，都是一种大体积的测量支架型装置，仍旧是应用BM-7或BM-7A等系列亮度计逐点测量背光源样品。与前述所不同的只是将被测背光源模组平躺放置于载物平台上，应用马达驱动载物台或驱动亮度计，使被测背光源模组与亮度计光学测量仪器沿X轴Y轴做二维(x，y)直线相对平移，以获得背光源发光面的逐点测量数据。对于不同尺寸背光源产品测试，还需要用手动调节成像亮度计与被测样品发光表面的相对垂直距离(z)。这种应用光学系统成像检测方法，只能是逐点测试，不可能实现多点同时测试。若要实施多点同时检测，就需要同时采用多台同样的成像亮度计。

以上应用成像亮度计人工操作或“自动操作”测试装置都是同样的逐点测试方法，对于一个背光源样品的测量，至少需要半小时甚至一小时以上时间，都只能进行很少量样品的抽测，费时、费工，测试成本高，测试操作的条件苛刻，测试环境、杂散光和操作人员技术等因素，都会引起很大的测试误差，更不可能实现背光源产品在线实时检测。

发明内容

为克服上述已有测量技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提出一种具有可实现自动快速测试背光源发光面亮度数据的在线检测装置，而且测量精确。

本实用新型的检测装置基于的原理是将成像亮度计的背光源亮度检测区域的物平面和与其共轭的装置探测器的像平面重合，省略了亮度计的成像光学系统，同时采用多元亮度探测器，对背光源实施多点快速扫描、快速亮度检测。

本实用新型的背光源光学参数在线检测装置，包括：根据被测样品检测的要求构建的多元亮度探测器板，采集多元亮度探测器板信号的AD数字采集电路系统，为被测样品背光源和AD数字采集电路系统供电的稳压稳流电源。AD数字采集电路系统和稳压稳流电源安装在机箱内，机箱底面凹进机箱内壁，底面凹进深度为机箱前后用于输送被测样品进出门的高度，机箱底面处开有一与多元亮度探测器板相同大小的窗口，多元亮度探测器板安装于该窗口。基座上安装有一贯穿机箱前后门的导轨，用于输送被测样品载物台；基座上还有一个启动测试程序的启动开关，当被测样品输送至测量位置时触发启动程序。启动开关与计算机连接。AD数字采集电路系统通过数据传输总线与计算机连接。

所述的载物台是一个水平和高低可调的载物台，用于调节多元亮度探测器板的探测面与被测样品发光面之间的间隙。

本实用新型的优点：

1.由于多元亮度探测器板的探测面和被测样品背光源的发光面的贴近，省略了成像光学系统，使得对背光源的光电数据检测是一个快速测试过程，方便、快捷，测试成本低廉，所获得的亮度检测数据是多次采集数十个测试点的计算结果，测试精度高。

2.本装置可通过安装于计算机内的应用软件处理，计算机界面自动显示背光源发光面板亮度分布、平均亮度以及不同坐标位置的亮度相对误差数据以及整个背光源输出的总流明等数据，并直接打印被检测产品的测试结果或条形码，载有产品信息，例如：生产日期、出厂编号、背光源电学参数、总流明输出、平均亮度、亮度不均匀相对偏差以及产品的合格等级等数据。

3.本装置的光学结构简单，可按不同型号尺寸的背光源发光面进行设计，制造工艺简便，制造成本低，是检验背光源产品合格和合格等级分类的重要检测设备。

4.本装置既可应用于工业生产的在线检测，也可作为企业实验室的检测仪器，具有广泛的推广应用前景。

附图说明

图1为背光源光学参数检测装置的各部件的联接示意图；

图2为多元亮度探测器板的剖面结构示意图；

图3为背光源光学参数检测装置的剖面结构示意图(图中未画计算机及与计算机配套的条形码打印机)；

图4为测试软件流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方案作进一步的描述：

见附图，本实用新型的背光源光学参数检测装置，包括：被测样品背光源5，与被测样品背光源5发光面同样尺寸的多元亮度探测器板1，采集多元亮度探测器信号的AD数字采集电路系统2，为被测样品背光源和AD数字采集电路系统供电的稳压稳流电源6。

所述的多元亮度探测器板1由依次置于基板100上的多元太阳电池板101和滤光片102组成。多元亮度探测器单元的数目可达数十个。滤光片102为蓝色透明玻璃，例如GB21滤光片，使多元亮度探测器板的响应光谱与人眼视见函数匹配。多元太阳电池板的每个单元并联低阻精密电阻，例如25Ω精密电阻，满足器件短路电流输出条件，使输出信号与入射光的亮度成线性关系。

多元亮度探测器要应用合格产品背光源亮度发光板进行工业级测试定标。

所采用的AD数字采集电路系统2，是针对工业应用设计的，同时采样多路差分信号，模拟量采样精度可达到±0.05％，对背光源发光面的全幅重复采样速率可达2次/秒，这种AD数字采集电路系统内部输入单元与控制单元之间采用光电隔离和对输入信号采取滤波措施，极大降低了工业现场干扰对模块正常运行的影响，保证该系统具有良好的可靠性和测量结果的精确性。

所采用的稳压稳流电源6带有数字电压表和数字电流表。

AD数字采集电路系统和稳压稳流电源安装在机箱9内，机箱底面凹进机箱壁，凹进深度为机箱前后开有的用于输送被测样品的门901的高度，机箱底面处开有一与多元亮度探测器板相同大小的窗口，多元亮度探测器板1安装于该窗口。基座上安装有一贯穿机箱前后门901的导轨11，用于输送被测样品载物台。在基座10上还有一当被测样品背光源输送至测量位置自动启动测试程序的测试启动开关12，测试启动开关12与计算机4连接，计算机连接有打印机7。AD数字采集电路系统通过数据传输总线3与计算机4连接。

所述的载物台是一个水平和高低可调的载物台，用于调节多元亮度探测器板的探测面与被测样品发光面之间的间隙。

本实用新型的检测装置的测量过程：首先根据被测样品背光源检测要求构建多元亮度探测器板。

然后将被测样品背光源5置于载物台8上，调节样品载物台，使多元亮度探测器板的探测面与被测样品的发光面之间的间隙尽可能小，小到被测样品能顺利通过多元亮度探测器板的探测面，而相互之间不被划伤。

然后通过导轨11将被测样品输送到测量位置，即多元亮度探测器板的下面，启动测试启动开关12，应用AD数字采集电路系统2和应用软件，快速扫描背光源发光面上所设定的各个检测区域，直接获得背光源发光面各个测试点的光亮度输出，将所获得背光源发光面的亮度测试数据通过数据传输总线3输入计算机4，经计算机软件处理，显示和存储测试结果，并同时由条形码打印机7打印测试结果，条形码标识附贴于被测产品，完成了一个产品的测试流程。

本实用新型的检测装置必要时可增加光纤光谱仪实现背光源发光面的光谱测试，光纤光谱仪的光输入光纤头部安装在多元亮度探测器接收光平面中。

Claims (3)

1.一种背光源光学参数在线检测装置，包括：被测样品背光源（5），其特征在于：还包括根据被测样品背光源检测要求构建的多元亮度探测器板（1），采集多元亮度探测器板信号的AD数字采集电路系统（2），为被测样品背光源和AD数字采集电路系统供电的稳压稳流电源（6）；

AD数字采集电路系统（2）和稳压稳流电源（6）安装在机箱(9)内，机箱底面凹进机箱内壁，凹进深度为机箱前后开有的用于输送被测样品(5)的门(901)的高度，机箱底面处开有一与多元亮度探测器板(1)相同大小的窗口，多元亮度探测器板安装于该窗口；基座上安装有一贯穿机箱前后门(901)的导轨(11)，用于输送被测样品载物台；在基座上还有一当被测样品背光源输送至测量位置自动启动测试程序的测试启动开关（12），测试启动开关与计算机（4）连接；AD数字采集电路系统通过数据传输总线（3）与计算机连接。

2.根据权利要求1所述的一种背光源光学参数在线检测装置，其特征在于：所述的载物台（8）是一个水平和高低可调的载物台，用于调节多元亮度探测器板的探测面与被测样品发光面之间的间隙。

3.根据权利要求1所述的一种背光源光学参数在线检测装置，其特征在于：所述的多元亮度探测器板（1）由依次置于基板（100）上的多元太阳电池板（101）和滤光片（102）组成。 

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