一種光學探頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種光學探頭，所述探頭包括沿光路依次設(shè)置的成像部件和光電轉(zhuǎn)換部件，所述探頭還包括連接在成像部件和光電轉(zhuǎn)換部件之間的均光部件。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比：有效消除因人為因素導致對Flicker最小值判別標準的不一致及色度測量誤差；采用透鏡均光與光纖導光，提高光的傳導效率，提高測量儀器的敏感度；測量角度不隨安裝方式而變化，保證測量區(qū)域大小基本不變；非接觸遠距離測量方式，測量距離為30mm正負5mm保證數(shù)據(jù)準確；可以測得閃爍度的11-65HZ中每個頻率的絕對值。
【專利說明】一種光學探頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學探頭，特別是一種用于測定液晶模組Flicker閃爍度的光學探頭。

【背景技術(shù)】
[0002]液晶模組在顯示畫面時，由工作原理決定，總會存在一定程度的Flicker閃爍現(xiàn)象，而Flicker閃爍度較大時，會造成人的視覺疲勞及其它不適，所以在出廠前必須對每塊液晶模組的Flicker閃爍度進行測量，并根據(jù)測量值，調(diào)節(jié)液晶模組的各種相關(guān)參數(shù)，使Flicker閃爍度降到最小值。同時，隨著人們對色彩要求的提高，部分液晶模組廠商，開始對每一模組的色度進行檢測，色度檢測往往與閃爍度同步進行，就這要求一臺儀器即可測色度又能檢閃爍度。
[0003]目前液晶模組生產(chǎn)廠商通常采用光學檢測設(shè)備進行液晶模組的色度及FLICKER檢測。光學檢測設(shè)備單價昂貴，體積較大。當生產(chǎn)線需要對每一塊液晶模組進行檢測時，對檢測設(shè)備的需求量很大，設(shè)備投入很高，這將顯著增加液晶模組的制造成本。
[0004]在過去的幾年中，也出現(xiàn)了一些可以在生產(chǎn)線應(yīng)用的Flicker檢測裝置，但因其沒有光學鏡頭，光譜響應(yīng)度范圍與人眼明視覺光譜效率函數(shù)存在較大差異，這樣就帶來測量結(jié)果的不準確，使檢測人員很難找到Flicker的最小值，并且檢測結(jié)果很容易受到外界雜光的干擾，反檢率很高。另外，這種檢測方法在不同類型的液晶模組檢測切換過程中，必須重新修改軟硬件，以使測量裝置適合該待測液晶模組的要求。因為以前的一些檢測裝置的光譜響應(yīng)度曲線與CIE1931規(guī)定的人眼光譜響應(yīng)曲線不一致，并且檢測裝置中采用單色傳感器，因而無法實現(xiàn)色度的測量?，F(xiàn)有一些并非對針對液晶模組而開發(fā)的色度測量儀器，在應(yīng)用于液晶模組的色度測量時，測量結(jié)果存在很大的誤差?，F(xiàn)有檢測儀器中采用磨砂玻璃進行均光(混光)來對液晶特定區(qū)域進行色度和閃爍度測量，這樣的方法可以非常有效的實現(xiàn)均光，但是光的傳遞效率太低，需要較高放大倍數(shù)的光電轉(zhuǎn)換電路，且易受雜光的干擾。所以無法對超低亮度的液晶模組進行檢測。由于Flicker檢測裝置的成本較高，一些小廠商無法承擔此類設(shè)備投入，采用人工目視觀測來確定Flicker閃爍度是否達到最小，這樣就存在員工因經(jīng)驗和熟練程度等個體差異，對同樣的Flicker判別結(jié)果不同，造成實際的判別標準不一致。而對于色度，僅憑人眼根本無法判斷。
[0005]因此，需要提供一種高性能的液晶模組專用色度及Flicker閃爍度測量裝置，以更加準確的測量色度計Flicker閃爍度值；保證裝置測得的Flicker最小值與人的視覺感受一致；保證色度測量的準確性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種光學探頭，以解決以下現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題:
[0007]1、目前人工目視檢測無法達到Flicker最小值，判別標準不一致；
[0008]2、色度無法人工目視檢測；
[0009]3、微非接觸式測量方法會劃傷液晶模組表面；只能測出閃爍度的相對值，無法測得閃爍度的絕對值；只能對某一頻率下的閃爍度進行檢測，無法實現(xiàn)對某一頻域范圍的閃爍度值進行檢測；
[0010]4、磨砂板均光，降低了儀器的敏感度；
[0011]5、測量范圍隨著安裝方式而變化；
[0012]6、光的傳導效率低下。
[0013]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
[0014]一種光學探頭，所述探頭包括沿光路依次設(shè)置的成像部件和光電轉(zhuǎn)換部件，所述探頭還包括設(shè)置在成像部件和光電轉(zhuǎn)換部件之間的均光部件。
[0015]優(yōu)選的，所述成像部件包括成像鏡組和包裹在成像組外部的第一聚光筒。
[0016]優(yōu)選的，所述成像鏡組包括沿光路設(shè)置的第一透鏡和第二透鏡。
[0017]優(yōu)選的，所述均光部件包括均光鏡組和包裹在均光鏡組外部的第二聚光筒。
[0018]優(yōu)選的，所述均光鏡組包括沿光路依次設(shè)置的第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡。
[0019]優(yōu)選的，該探頭還包括設(shè)置在成像部件和均光部件之間的第一光闌。
[0020]優(yōu)選的，所述探頭還包括設(shè)置在均光部件和光電轉(zhuǎn)換部件之間的分光部件。
[0021]優(yōu)選的，所述分光部件包括沿光路設(shè)置的將來自均光部件的光束分為三個光束的光纖束。
[0022]優(yōu)選的，所述光纖束為三輸出光纖束。
[0023]優(yōu)選的，該探頭還包括設(shè)置在均光部件和分光部件之間的第二光闌。
[0024]優(yōu)選的，所述光電轉(zhuǎn)換部件包括至少一組光電轉(zhuǎn)換組件和包裹在光電轉(zhuǎn)換組件外部的第三聚光筒。
[0025]優(yōu)選的，所述光電轉(zhuǎn)換組件的數(shù)量與多輸出光纖束輸出的光束數(shù)量相同。
[0026]本發(fā)明的有益效果如下:
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比:
[0028]1、能夠有效消除因人為因素導致對Flicker最小值判別標準的不一致及色度測量誤差。
[0029]2、本發(fā)明所測定裝置專為測量液晶模組色度及Flicker閃爍度而設(shè)計，測得的Flicker閃爍度與人眼目視效果基本一致。
[0030]3、本發(fā)明采用透鏡均光與光纖導光，提高光的傳導效率，提高測量儀器的敏感度。
[0031]4、本發(fā)明所述光學探頭測量角度不隨安裝方式而變化，保證測量區(qū)域大小基本不變。
[0032]5、本發(fā)明所述光學探頭非接觸遠距離測量方式，測量距離為30mm正負5mm保證數(shù)據(jù)準確。
[0033]6、本發(fā)明采用與VESA(視頻電子標準協(xié)會)推薦的相同信號處理方式，保證數(shù)據(jù)符合國際及行業(yè)標準。
[0034]7、本發(fā)明可以測得閃爍度的11-65HZ中每個頻率的絕對值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明；
[0036]圖1示出本發(fā)明所述一種光學探頭示意圖；
[0037]圖2示出本發(fā)明所述一種光學探頭分解示意圖；
[0038]圖3示出本發(fā)明所述包括上述光學探頭的液晶模組Flicker閃爍度測定裝置示意圖；
[0039]圖4示出本發(fā)明所述主機分解示意圖；
[0040]圖5示出本發(fā)明所述一種光學探頭原理示意圖；
[0041]圖6示出本發(fā)明所述Flicker閃爍度測定系統(tǒng)的示意圖；、
[0042]圖7示出本發(fā)明所述雙二階60Hz低通濾波器的示意圖。

【具體實施方式】
[0043]如圖1至2所示，本發(fā)明公開了一種光學探頭，所述光學探頭包括成像部件，所述成像部件包括成像鏡組和包裹在成像組外部的第一聚光筒5，所述成像鏡組包括沿光路設(shè)置的第一透鏡2和第二透鏡4，所述成像部件進一步包括第一壓圈I和第二壓圈3，所述第一壓圈1、第一透鏡2、第二壓圈3和第二透鏡4依次沿光路設(shè)置；與成像部件連接的均光部件，所示均光部件對來自成像部件的光束進行均光，所述均光部件包括均光鏡組和包裹在均光鏡組外部的第二聚光筒6，所述均光鏡組包括沿光路依次設(shè)置的第三透鏡7、第四透鏡9和第五透鏡11，所述均光部件進一步第三壓圈8、第四壓圈10、和第五壓圈12，所述第三透鏡7、第三壓圈8、第四透鏡9、第四壓圈10、第五聚光鏡11和第五壓圈12依次沿光路設(shè)置，本發(fā)明采用至少一個透鏡進行均光目的在于，采用透鏡可以使多個點的光線均勻的照射到同一個面上，實現(xiàn)均光，并且不局限于某一點均光，均光范圍更大，效果更好；如圖5所示，該探頭還包括設(shè)置在成像部件和均光部件之間的第一光闌50 ;與均光部件連接的分光部件，所述分光部件對來自均光部件的光束進行分光，所述分光部件包括沿光路設(shè)置的將來自均光部件的光束分為三個光束的光纖束15，所述光纖束為三輸出光纖束，所述分光部件進一步包括第一光纖筒13、第二光纖筒14和光纖筒蓋16,所述光纖束15的輸出端與光纖筒蓋16的通孔對應(yīng)連接，所述光纖束15固定在第二光纖筒14內(nèi)部，所述第二光纖筒14的輸出端與光纖筒蓋16固接，所述第二光纖筒14固定在第一光纖筒13內(nèi)部，所述光纖束15為三輸出光纖束；如圖5所示，該探頭還包括設(shè)置在均光部件和分光部件之間的第二光闌51 ;與分光部件連接的光電轉(zhuǎn)換部件，所述光電轉(zhuǎn)換部件將來自分光部件的三色光轉(zhuǎn)換為光電信號，所述光電轉(zhuǎn)換部件包括第三聚光筒17、固定塊18、溫度傳感器19、三個第六透鏡20、三個濾光片21和三個光電二極管22,所述第六透鏡20、濾光片21和光電二極管22依次疊放固定形成光電轉(zhuǎn)換器件，三組光電轉(zhuǎn)換器件固定在第三聚光筒17內(nèi)部，所述第一光纖筒13的輸出端與所述第三聚光筒17的輸入端固接；和與光電轉(zhuǎn)換部件通過導線連接的傳感器基板組件，所述傳感器基板組件包括傳傳感器基板24、第一屏蔽罩25、第二屏蔽罩26、第三屏蔽罩27、壓線板28、第四屏蔽罩29和高性能電纜30，所述第三屏蔽罩27和第四屏蔽罩29卡接形成屏蔽空間，所述傳感器基板24固定在第三屏蔽罩27和第四屏蔽罩29形成的屏蔽空間內(nèi)，所述第一屏蔽罩25、第二屏蔽罩26分別固定在第三屏蔽罩27和第四屏蔽罩29上，所述高性能電纜30通過壓線板28固定在傳感器基板24上，所述傳感器基板24通過帶線與光電二極管22連接，傳感器基板組件還包括包裹在屏蔽罩外部的第一殼體31和第二殼體32，第一殼體31和第二殼體32固接。所述傳感器基板還包括放大基板和校正ROM。
[0044]如圖3所示，本發(fā)明進一步公開了一種包括上述光學探頭的液晶模組Flicker閃爍度測定裝置，該裝置包括光學探頭和主機，所述主機通過電纜連接；如圖6所示，所述主機包括Flicker閃爍度測定系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于將光學探頭采集到的信號進行放大濾波，并輸出60Hz以下的模擬信號的放大濾波模塊，所述放大濾波模塊包括三組信號放大電路和低通濾波電路，如圖7所示，所述低通濾波電路采用雙二階60Hz低通濾波器；用于將所述60Hz以下的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；用于對模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)字信號進行處理的數(shù)據(jù)處理模塊。所述Flicker閃爍度測定系統(tǒng)進一步包括與數(shù)據(jù)處理模塊連接的撥碼開關(guān)；與數(shù)據(jù)處理模塊連接的人機交互界面，所述人機交互界面包括液晶顯示器和操作面板；用于為系統(tǒng)各元器件供電的供電模塊。如圖4所示，所述主機還包括可拆分的殼體，所述可拆分的殼體包括主基板35、前面板36、左側(cè)板37、底板34、上面板46、后面板48和右側(cè)板49，所述前面板36上設(shè)有液晶顯示面板44和按鍵板41，后面板49上設(shè)有散熱口和交流電輸入端口，分別用于安放風扇和交流電源輸入端口 42，底板34的上部設(shè)有主基板35和電源模塊，所述Flicker閃爍度測定系統(tǒng)設(shè)置于主基板上，所述電源模塊與主基板通過導線連接。該裝置還設(shè)有RS-232通信串口。
[0045]如圖5所示，本發(fā)明所述光學探頭工作原理:本發(fā)明利用成像部件實現(xiàn)收集離第一透鏡2距離30mm處正負5度角的光,將光線匯聚成直徑為2.85mm大小的圓形光斑。光斑位于第一聚光筒5內(nèi)部開孔為2.85mm的第一光闌50處。因為開孔只有2.85mm大小，所以其他角度及雜光將無法通過2.85mm小孔而進入后面的光學探頭內(nèi)部形成的光學系統(tǒng)中。
2.85mm的光斑經(jīng)過均光部件后將形成一個直徑為4.5_大小的均勻光斑，其位于均光部件中的第二光闌51處。4.5mm大小的均勻光斑經(jīng)過分光部件中的第一光纖筒13中一個的直徑為3.8mm開孔，對第二光闌51上的4.5mm的光斑進行截取，截取小于等于直徑為3.8mm的光斑為有效光斑，進一步提升光斑的均勻性。直徑為3.8mm的光斑隨后進入分光部件中的第二光纖筒14中，并利用分光部件中(一路分三路)光纖束將來自均光部件的直徑為
3.8mm的光斑分成三路光強相等可視光，分光后進入光電轉(zhuǎn)換部件，三路光通過光電轉(zhuǎn)換部件中的三個第六透鏡20進一步聚光，再分別經(jīng)過三個濾光片21濾光后，分別進入三個光電二極管22中進行光電轉(zhuǎn)換，輸出紅、綠、藍三路光相應(yīng)的電信號，最終得出的光譜響應(yīng)度曲線符合CIE1931標準色度觀察者XYZ函數(shù)要求。這樣測得的色度，亮度，閃爍度更接近于人眼視覺效應(yīng)。光電二極管22將獲取的光信號轉(zhuǎn)化為電信號送入傳感器基板組件中，傳感器基板24把電信號進行放大后通過高性能電纜30傳入主機進行數(shù)據(jù)分析。其中傳感器基板屏蔽罩和傳感器基殼體共同組成兩級防外部干擾的措施，傳感器基板屏蔽罩和傳感器基殼體的內(nèi)壁表面進行金屬化處理。保證微弱的光電信號穩(wěn)定傳輸。
[0046]本發(fā)明所述液晶模組Flicker閃爍度測定裝置工作原理:開啟裝置電源，為整個裝置供電，利用光學探頭對待測液晶模組產(chǎn)生的光進行采集，并通過光學探頭將光信號轉(zhuǎn)換成三路電信號，將光學探頭采集得到的三路電信號分別輸入到放大濾波模塊中的三組信號放大器和雙二階60Hz低通濾波器中，進行放大和濾波處理，處理后的三路電信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入到數(shù)據(jù)處理模塊進行分析處理，利用人機交互界面實時與數(shù)據(jù)處理模塊進行通信，并根據(jù)操作人員需要進行相應(yīng)操作。
[0047]綜上所述，通過本發(fā)明所述方案能夠有效消除因人為因素導致對Flicker最小值判別標準的不一致及色度測量誤差；本發(fā)明所測定裝置專為測量液晶模組色度及Flicker閃爍度而設(shè)計，測得的Flicker閃爍度與人眼目視效果基本一致；本發(fā)明采用透鏡均光與光纖導光，提高光的傳導效率，提高測量儀器的敏感度；本發(fā)明所述光學探頭測量角度不隨安裝方式而變化，保證測量區(qū)域大小基本不變；本發(fā)明所述光學探頭非接觸遠距離測量方式，測量距離為30mm正負5mm保證數(shù)據(jù)準確；本發(fā)明采用與VESA(視頻電子標準協(xié)會)推薦的相同信號處理方式，保證數(shù)據(jù)符合國際及行業(yè)標準；本發(fā)明可以測得閃爍度的11-65HZ中每個頻率的絕對值。
[0048]顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。
【權(quán)利要求】
1.一種光學探頭，所述探頭包括沿光路依次設(shè)置的成像部件和光電轉(zhuǎn)換部件，其特征在于，所述探頭還包括設(shè)置在成像部件和光電轉(zhuǎn)換部件之間的均光部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學探頭，其特征在于，所述成像部件包括成像鏡組和包裹在成像組外部的第一聚光筒(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光學探頭，其特征在于，所述成像鏡組包括沿光路設(shè)置的第一透鏡(2)和第二透鏡(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學探頭，其特征在于，所述均光部件包括均光鏡組和包裹在均光鏡組外部的第二聚光筒(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光學探頭，其特征在于，所述均光鏡組包括沿光路依次設(shè)置的第三透鏡(7)、第四透鏡(9)和第五透鏡(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學探頭，其特征在于，該探頭還包括設(shè)置在成像部件和均光部件之間的第一光闌(50)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學探頭，其特征在于，所述探頭還包括設(shè)置在均光部件和光電轉(zhuǎn)換部件之間的分光部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種光學探頭，其特征在于，所述分光部件包括沿光路設(shè)置的將來自均光部件的光束分為三個光束的光纖束(15)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種光學探頭,其特征在于,所述光纖束(15)為三輸出光纖束。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種光學探頭，其特征在于，該探頭還包括設(shè)置在均光部件和分光部件之間的第二光闌(51)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學探頭，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換部件包括至少一組光電轉(zhuǎn)換組件和包裹在光電轉(zhuǎn)換組件外部的第三聚光筒(17)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種光學探頭，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換組件的數(shù)量與多輸出光纖束輸出的光束數(shù)量相同。
【文檔編號】G02F1/13GK104076542SQ201410356311
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】陳文源, 吳海洋, 應(yīng)林華 申請人:蘇州華興源創(chuàng)電子科技有限公司