CN208607158U - 一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备，包括一测试台装置，测试台装置包括一测试平台、点光源以及遮光围挡；点光源安装在测试平台的上方；遮光围挡安装在测试平台的上方，遮光围挡的中央为一上下贯穿的镂空区域，点光源位于镂空区域；还包括一待测膜夹片装置，待测膜夹片装置覆盖在遮光围挡的上方；待测膜夹片装置包括一用于承载待检测光学膜的载膜片以及用于压设在待检测光学膜上方的压膜片，载膜片设置在压膜片的下方。通过测试台装置与待测膜夹片装置，使待检测光学膜与点光源之间保持确定的间距，从而在待测光学膜的上方呈现出特定的圆形光斑，通过测量圆形光斑的直径尺寸或者圆度，来判断待检测光学膜中是否合格。

Description

一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，具体涉及光学检测装置。

背景技术

目前，人们已经能够制作出直径非常小的透镜与透镜阵列，这种透镜与透镜阵列通常是不能被人眼识别的，只有用显微镜、扫描电镜、原子力显微镜等设备才能观察到，这就是微透镜和微透镜阵列。

3D动态立体显示防伪光学膜片，是一类微透镜阵列与阵列图像或文字相结合的防伪用光学膜片产品。产品突破了传统的微缩技术，利用莫尔放大-焦平面成像原理，通过构筑有序的微透镜阵列，使膜片呈现出独特的3D立体景深效果。光学膜片移动时，图形神似水面滑动，左右运动时图形在垂直方向做反向正交滑动，上下转动时图形左右运动，实现了动态立体显示。

然而，在现实生产过程中，用于生产3D动态立体显示防伪光学膜片的微透镜阵列微结构光学膜，并没有很好的检测手段，来判断其内部微透镜阵列是否合格，采用放大镜只能逐个观察细微结构，并不能很好的确定宏观上微透镜阵列里面的微透镜是否畸变，阵列是否均匀一致；只能采用小批量试制的方法，试制成3D动态立体显示防伪光学膜片，通过成品的视觉观察，来判断该批次微透镜阵列微结构光学膜是否合格，再来组织批量生产。

而微透镜阵列微结构光学膜的生产过程中存在诸多不确定因素，如果仅能通过采用试制的方式来判断微透镜阵列微结构光学膜的质量好坏，显然对微透镜阵列微结构光学膜的生产企业存在着太大的风险。

因此，急需开发出一种微透镜阵列微结构光学膜检测设备，来宏观的、快捷的判断膜内微透镜阵列的结构好坏、及微结构畸变趋势，用来反馈生产过程，及时进行在产产品的调整，提高成品率，降低质量风险。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备，已解决上述至少一个技术问题。

本实用新型的技术方案是：一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备，其特征在于，包括一测试台装置，所述测试台装置包括一测试平台、点光源以及遮光围挡；

所述点光源安装在所述测试平台的上方，所述点光源的发光方向朝上；

所述遮光围挡安装在所述测试平台的上方，所述遮光围挡的中央为一上下贯穿的镂空区域，所述点光源位于所述镂空区域；

还包括一待测膜夹片装置，所述待测膜夹片装置覆盖在所述遮光围挡的上方，所述待测膜夹片装置、所述遮光围挡以及所述测试平台三者围成一容纳所述点光源的空腔；

所述待测膜夹片装置包括一用于承载待检测光学膜的载膜片以及用于压设在待检测光学膜上方的压膜片，所述载膜片设置在所述压膜片的下方。

本专利通过测试台装置与待测膜夹片装置共同作用，可以使待检测光学膜与所述点光源之间保持确定的间距，及平行，从而在待测光学膜的上方呈现出特定的圆形光斑，通过测量所述圆形光斑的直径尺寸，或者圆度，可以来判断所述待检测光学膜中微结构的形状及一致性是否合格。

待检测光学膜包括一PET基材以及涂布在PET基材表面的微透镜阵列结构。检测时，PET 基材位于微投资阵列结构的下方进行放置。

进一步优选为，所述遮光围挡是遮光材料制成的遮光围挡。也可以是，所述遮光围挡包括环状基体以及涂覆在环状基体内侧或者外侧的遮光涂层。进而实现遮光性，避免外界光源的干扰。

进一步优选为，所述遮光围挡包括一固定子遮光围挡，所述固定子遮光围挡固定安装在所述测试平台的上方。

所述遮光围挡还包括至少一个活动子遮光围挡，活动子遮光围挡堆叠在所述固定子遮光围挡的上方。

便于根据多个活动子遮光围挡，进而实现不同的待检测光学膜与点光源的距离需求。

所述固定子遮光围挡或活动子遮光围挡的外缘设有向上延伸的限位装置。便于实现堆叠时的相互限位。活动子遮光围挡的外缘设有向上延伸的限位装置。便于实现多个活动子遮光围挡的堆叠时的限位，也可以实现当活动子遮光围挡的外轮廓、载膜片的外轮廓以及压膜片的外轮廓三者一致的情况下，对载膜片、压膜片安装的限位。

所述压膜片上设置有合格的待测光学膜经点光源照射构成的圆形光斑的外圆形状相匹配的圆形轮廓标识。便于通过圆形轮廓标识与实际测试的圆形光斑做比较，判断样品是否合格。

所述压膜片上还设置有经过圆形轮廓标识的圆心的直线状标识。进一步提高比较效果。

不同的压膜片上设有特定待检测光学膜在特定距离下经点光源照射后，形成的特定圆形光斑的圆形轮廓标识及直线状标识。便于针对不同的检测条件，更换不同的压膜片作为标准参照片。

进一步优选为，所述点光源为单点LED光源，所述点光源的照度大于1000勒克斯。

进一步优选为，所述载膜片是聚碳酸脂板材制成载膜片。所述载膜片的厚度为0.05cm。不会对光照射待检测光学膜产生光学影响。

进一步优选为，还包括一CCD装置，所述CCD装置位于所述待测膜夹片装置的正上方，所述CCD装置的采集方向朝下。

便于捕获待测光学膜的上方呈现出的圆形光斑，通过连接计算机后进行处理分析，对该圆形光斑的形状进行判断，是否符合标准要求。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为本实用新型测试台装置的一种结构示意图；

图3为本实用新型一种分解图；

图4为本实用新型圆形光斑的一种呈现效果示意图。

图中：1为测试台装置，2为待测膜夹片装置，3为待测光学膜，11为测试平台，12为固定子遮光围挡，13为点光源，14为活动子遮光围挡，15为限位部件，21为载膜片，22为压膜片，23为外圆形状，24为直径轨迹线，31为圆形光斑，32为超出光斑区域。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

参见图1，一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备，包括测试台装置1，及待测膜夹片装置2。

参见图2，测试台装置包括一测试平台、点光源以及遮光围挡；点光源安装在测试平台的上方，点光源的发光方向朝上；遮光围挡安装在测试平台的上方，且围设在点光源的外围。遮光围挡包括一固定子遮光围挡12，固定子遮光围挡12固定安装在测试平台的上方。点光源13的驱动电源、散热元件均设置在测试平台11上。根据测试要求，点光源13距固定子遮光围挡12的上边缘距离设置为特定值，本实施例中，点光源13距固定子遮光围挡12的上边缘距离设置为0.95cm。

遮光围挡还包括至少一个活动子遮光围挡14，活动子遮光围挡14堆叠在固定子遮光围挡的上方。图2展示的是一个固定子遮光围挡以及一个活动子遮光围挡的形式。活动子遮光围挡14的截面形状与固定子遮光围挡12的截面形状一致；活动子遮光围挡14的四侧面上设有限位部件15；当根据测试要求，待测膜需要距离点光源的距离加大时，可以在固定子遮光围挡12上加设活动子遮光围挡14，限位部件15将活动子遮光围挡14固定在固定子遮光围挡12上。本实施例中，活动子遮光围挡14的厚度为1cm，可根据检测需要，叠加一个或若干个。

限位部件可以是固定子遮光围挡，或活动子遮光围挡的外缘向上延伸的限位装置。便于实现堆叠时的相互限位。

遮光围挡是遮光材料制成的遮光围挡。遮光材料可以是不透明材料。可以是金属、不透明材料或者其他遮光材料。也可以是，遮光围挡包括环状基体以及涂覆在环状基体内侧或者外侧的遮光涂层。进而实现遮光性，避免外界光源的干扰。

如图4所示，测试时，在测试台装置1上设置待测膜夹片装置2，待测膜夹片装置2包括设置在测试台装置1上的载膜片21及压膜片22。载膜片21的长度大于测试台装置1上固定子遮光围挡12，或活动子遮光围挡14的镂空区域的长度。载膜片21的宽度大于固定子遮光围挡12，或活动子遮光围挡14的镂空区域的宽度。

载膜片优选为采用低折射率的透明材料制成。压膜片优选为采用低折射率的透明材料制成。低折射率指的是折射率小于1.6。本实施例中，载膜片采用聚碳酸脂板材制成。厚度为0. 05cm。其不会对光照射待测膜产生光学影响。压膜片也是聚碳酸脂板材制成。厚度可以为0. 05cm。

或者，载膜片的开设有用于点光源透过的通孔，压膜片是聚碳酸脂板材制成。

优选的，载膜片的横截面的外轮廓与固定子遮光围挡12，或活动子遮光围挡外壁的横截面的外轮廓相匹配。载膜片的横截面的外轮廓可以是圆形、多边形或者其他形式，不局限于附图中的长方形。当载膜片的横截面的外轮廓是长方形时，载膜片的长度等于固定子遮光围挡12，或活动子遮光围挡14的外侧长度，载膜片的宽度等于固定子遮光围挡12，或活动子遮光围挡14的外侧宽度。这样，当放上载膜片21时，可以利用固定子遮光围挡12，或活动子遮光围挡14的外侧面，调整载膜片21的位置，使其摆放到位。

在载膜片21的上方，放置待测光学膜3。这样，待测光学膜3的下表面距点光源13的距离为0.95(点光源13距固定子遮光围挡12的上边缘距离)+0.05(载膜片的厚度)＝1cm，也可以根据需求增设活动子遮光围挡实现不同的距离需求，比如2cm、3cm、4cm等。

在待测光学膜3的上方，再覆盖一块压膜片22，压膜片22的面积不小于载膜片21的面积。压膜片22具有一定厚度及重量，与载膜片21一起作用，可以将待检测光学膜3充分压平。

待测膜夹片装置、遮光围挡以及测试平台三者围成一容纳点光源的空腔。测试台装置1 与待测膜夹片装置2共同作用，可以使待检测光学膜3与点光源13之间保持确定的间距，及平行，从而在待测光学膜3的上方呈现出特定的圆形光斑，通过测量圆形光斑的直径尺寸，或者圆度，可以来判断待检测光学膜3中微结构的形状及一致性是否合格。

进一步优选为，点光源为单点LED光源，点光源的照度大于1000勒克斯。点光源可以设置有至少两个。便于实现待检测光学膜不同区域的检测。至少两个点光源分别通过不同的开关连接驱动电源。实现不同点光源的开启。

进一步优选为，载膜片是聚碳酸脂板材制成载膜片。载膜片的厚度为0.05cm。不会对光照射待检测光学膜产生光学影响。

进一步优选为，还包括一CCD装置，CCD装置位于待测膜夹片装置的正上方，CCD装置的采集方向朝下。便于捕获待测光学膜的上方呈现出的圆形光斑，通过连接计算机后进行处理分析，对该圆形光斑的形状进行判断，是否符合标准要求。

进一步优选为，压膜片上设置有合格的待测光学膜经点光源照射构成的圆形光斑的外圆形状相匹配的圆形轮廓标识。便于通过圆形轮廓标识与实际测试的圆形光斑做比较，判断样品是否合格。压膜片上还设置有经过圆形轮廓标识的圆心的直线状标识。进一步提高比较效果。不同的压膜片上设有特定待检测光学膜在特定距离下经点光源照射后，形成的特定圆形光斑的圆形轮廓标识及直线状标识。圆形轮廓标识及直线状标识是一荧光涂层、颜料层、凹陷结构或者内壁涂覆有颜料层的凹陷结构。便于针对不同的检测条件，更换不同的压膜片作为标准参照片。即，如图4所示，在压膜片上预设有特定待检测光学膜3在特定距离下经点光源13照射后，形成的特定圆形光斑31的外圆形状23，及若干条过圆心的直径轨迹线24。优选为预设在压膜片的下侧。待检测光学膜3的面积小于载膜片21的面积，压膜片22的面积等于载膜片21的面积。这样，测试时，待检测光学膜3完全夹在载膜片21与压膜片22之间；通过限位装置，可以确保每次测试时，压膜片22相对于点光源13在一个确定的位置，通过点光源13照射待检测光学膜3的圆形光斑31，能够始终投射到压膜片22上的特定区域，这样就可以利用压膜片22上的预设外圆形状23、直径轨迹线24，与圆形光斑31进行测量和比对，来加速判断待检测光学膜3的内部微结构合格与否。

如图4所示，圆形光斑31超出外圆形状23的一侧，形成超出光斑区域32，可以进一步测量该区域涉及的直径尺寸，与判断标准进行比对，来确定待检测光学膜3的内部微结构是否合格。

测试时，点光源启动，发出的光线透过待检测光学膜，在其上表面形成一个圆形光斑；步骤四，对圆形光斑进行标记、测量，并与标准样品形成的标准圆形光斑进行对比，判断待检测光学膜内微结构的宏观质量好坏。

下表给出了不同规格的微透镜阵列微结构光学膜(100微米厚的PET基材，表面涂布有u v树脂制成的微透镜阵列结构)在不同的光源距离下，产生的标准光斑尺寸。

经实践总结，判定标准如下：

(1)直径判断法：产生的光斑尺寸在标准光斑直径尺寸的±10％范围内，即判定为尺寸合格；如标准光斑直径为1.8cm，则允许误差范围为1.62-1.98cm，超出该范围认为不合格。

(2)面积覆盖法：产生的光斑形状与标准光斑圆形进行面积比对，不重复覆盖率<5％，认定为合格。

判断标准(1)、(2)是对产生的光斑直径、外圆进行判断，判断不合格的产品，一般是产生了椭圆形畸变，即会产生直径超范围了，这时就可以反馈给生产，采取相应的应对措施：母膜排查，调整树脂温度或更换粘度更低的树脂，降低生产速率。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备，其特征在于，包括一测试台装置，所述测试台装置包括一测试平台、点光源以及遮光围挡；

所述点光源安装在所述测试平台的上方，所述点光源的发光方向朝上；

所述遮光围挡安装在所述测试平台的上方，所述遮光围挡的中央为一上下贯穿的镂空区域，所述点光源位于所述镂空区域；

还包括一待测膜夹片装置，所述待测膜夹片装置覆盖在所述遮光围挡的上方，所述待测膜夹片装置、所述遮光围挡以及所述测试平台三者围成一容纳所述点光源的空腔；

所述待测膜夹片装置包括一用于承载待检测光学膜的载膜片以及用于压设在待检测光学膜上方的压膜片，所述载膜片设置在所述压膜片的下方。

2.根据权利要求1所述的一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备，其特征在于：所述遮光围挡是遮光材料制成的遮光围挡。

3.根据权利要求1所述的一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备，其特征在于：所述遮光围挡包括环状基体以及涂覆在环状基体内侧或者外侧的遮光涂层。

4.根据权利要求1所述的一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备，其特征在于：所述遮光围挡包括一固定子遮光围挡，所述固定子遮光围挡固定安装在所述测试平台的上方；

所述遮光围挡还包括至少一个活动子遮光围挡，活动子遮光围挡堆叠在所述固定子遮光围挡的上方。

5.根据权利要求1所述的一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备，其特征在于：所述点光源为单点LED光源，所述点光源的照度大于1000勒克斯。

6.根据权利要求1所述的一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备，其特征在于：所述载膜片是聚碳酸脂板材制成载膜片。

7.根据权利要求4所述的一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备，其特征在于：所述固定子遮光围挡或活动子遮光围挡的外缘设有向上延伸的限位装置。

8.根据权利要求1或7所述的一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备，其特征在于：所述压膜片上设置有合格的待测光学膜经点光源照射构成的圆形光斑的外圆形状相匹配的圆形轮廓标识；

所述压膜片上还设置有经过圆形轮廓标识的圆心的直线状标识。

9.根据权利要求1所述的一种微透镜阵列微结构光学膜的瑕疵检测设备，其特征在于：还包括一CCD装置，所述CCD装置位于所述待测膜夹片装置的正上方，所述CCD装置的采集方向朝下。