專利名稱：量測(cè)裝置及其量測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種量測(cè)裝置及其量測(cè)方法，特別關(guān)于一種光場(chǎng)分布的量測(cè)裝置及其量測(cè)方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著制程與材料方面的不斷改良，各種不同的光源，例如發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)不斷地被開發(fā)出來。由于制程的關(guān)系，每一顆光源或是一項(xiàng)光源產(chǎn)品都擁有自己獨(dú)特的光強(qiáng)度分布，而光學(xué)設(shè)計(jì)者需要其光場(chǎng)分布才能進(jìn)行精密設(shè)計(jì)與光學(xué)仿真，進(jìn)而符合產(chǎn)品的規(guī)格。因此，對(duì)于各種不同光源及其產(chǎn)品都需要量測(cè)其光場(chǎng)分布。光源的光場(chǎng)分布一般都直接以遠(yuǎn)場(chǎng)方式進(jìn)行量測(cè)，其量測(cè)距離一般建議需大于光源或燈具大小的10倍以上。在此距離后，光強(qiáng)度的角度場(chǎng)則不再隨著距離改變而改變。而公知的技術(shù)使用一配光曲線儀來量測(cè)遠(yuǎn)場(chǎng)的光強(qiáng)度分布，進(jìn)而建立光源的等效光場(chǎng)分布。另外,一般配光曲線儀大都為測(cè)角光度計(jì)(Goniophotometer),其需要多次單點(diǎn)掃描，因此，量測(cè)時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)。若是改為利用影像概念來量測(cè)，則可減少量測(cè)的時(shí)間。目前，市面上已有利用影像概念的量測(cè)裝置來量測(cè)光強(qiáng)度分布的產(chǎn)品，例如Radiant Imaging公司的多角度影像量測(cè)裝置=Imagine Spheres。雖然其量測(cè)的速度快，量測(cè)時(shí)間短，但因要求具有完美朗伯(Lambertian)特性的涂層，因此,價(jià)格相當(dāng)昂貴。因此，如何提供一種量測(cè)裝置及其量測(cè)方法，可取代公知的配光曲線儀及積分球而快速量測(cè)一光源的光場(chǎng)分布及總能量，并具有成本低及準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，已成為重要課
題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種可取代公知的配光曲線儀及積分球而快速量測(cè)一光源的光場(chǎng)分布及總能量，并具有成本低及準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)的量測(cè)裝置及其量測(cè)方法。本發(fā)明可采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種量測(cè)裝置量測(cè)一待測(cè)物，并包括至少一個(gè)屏幕、至少一個(gè)量測(cè)單元以及至少一個(gè)保持單元。屏幕部分透光，且具有相對(duì)的一第一表面及一第二表面，待測(cè)物鄰設(shè)在屏幕的第一表面。量測(cè)單元與待測(cè)物對(duì)應(yīng)設(shè)置，并鄰設(shè)在屏幕的第二表面。保持單元保持屏幕、待測(cè)物及量測(cè)單元之間的相對(duì)距離，量測(cè)單元擷取屏幕的第二表面的影像，以計(jì)算待測(cè)物的光場(chǎng)分布。在一實(shí)施例中，待測(cè)物包括一光源或一光學(xué)膜片。在一實(shí)施例中，屏幕的材質(zhì)包括紙、布、纖維或塑料絨布紙、玻璃、壓克力、或擴(kuò)散片。在一實(shí)施例中，屏幕包括一屏幕本體及一碳粉層或一印刷層，碳粉層或印刷層位
在第一表面。
在一實(shí)施例中，碳粉層或印刷層包括多個(gè)凹部，以露出屏幕本體。在一實(shí)施例中，屏幕還包括一透光基板，透光基板緊貼在第二表面。在一實(shí)施例中，量測(cè)單元包括輝度計(jì)、照度計(jì)、功率計(jì)、照相機(jī)或光譜儀。在一實(shí)施例中，量測(cè)單元還包括一掃描振鏡組件，以掃描屏幕的第二表面的影像。在一實(shí)施例中，光場(chǎng)分布包括光的強(qiáng)度分布、色彩分布或光頻譜分布。在一實(shí)施例中，保持單元具有一可移動(dòng)框架，可移動(dòng)框架相對(duì)待測(cè)物具有多個(gè)位置。在一實(shí)施例中，量測(cè)單元擷取可移動(dòng)框架在多個(gè)位置時(shí)，屏幕的第二表面的多個(gè)影像。在一實(shí)施例中，依據(jù)所述影像計(jì)算待測(cè)物的光場(chǎng)分布。在一實(shí)施例中，當(dāng)屏幕、量測(cè)單元及保持單元為多個(gè)時(shí)，所述量測(cè)單元擷取所述屏幕的所述第二表面的多個(gè)影像。在一實(shí)施例中，保持單元還具有的一樞軸，可移動(dòng)框架以樞軸旋轉(zhuǎn)，而相對(duì)待測(cè)物具有所述位置。在一實(shí)施例中，量測(cè)裝置還包括一罩體，屏幕、可移動(dòng)框架、量測(cè)單元及待測(cè)物設(shè)置在罩體內(nèi)。在一實(shí)施例中，罩體具有一軌道，可移動(dòng)框架沿著軌道移動(dòng)。在一實(shí)施例中，量測(cè)裝置還包括一旋轉(zhuǎn)單元，其承載并旋轉(zhuǎn)待測(cè)物，以改變待測(cè)物面對(duì)屏幕的角度，或改變待測(cè)物與一入射光線的角度。在一實(shí)施例中，量測(cè)裝置還包括一旋轉(zhuǎn)單元,其承載并旋轉(zhuǎn)屏幕、量測(cè)單元及保持單元，以改變待測(cè)物面對(duì)屏幕的角度。在一實(shí)施例中，量測(cè)裝置還包括一計(jì)算單元，其將量測(cè)單元擷取到的所述影像進(jìn)行光強(qiáng)度修正與轉(zhuǎn)換，并經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一坐標(biāo)系統(tǒng)。在一實(shí)施例中，量測(cè)裝置還包括一計(jì)算單元，其將量測(cè)單元擷取到的所述影像進(jìn)行光強(qiáng)度修正與轉(zhuǎn)換，并經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一坐標(biāo)系統(tǒng)，且計(jì)算其總能量。在一實(shí)施例中，當(dāng)待測(cè)物為一光學(xué)膜片時(shí)，量測(cè)裝置還包括一光源，光源射出光線照射在光學(xué)膜片上。在一實(shí)施例中，當(dāng)待測(cè)物為一光學(xué)膜片時(shí)，屏幕、罩體或保持單元具有穿孔，使一光源能照射在光學(xué)膜片上。為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種待測(cè)物的光場(chǎng)分布的量測(cè)方法，與一量測(cè)裝置配合，量測(cè)裝置具有至少一個(gè)屏幕以及至少一個(gè)量測(cè)單元，屏幕部分透光，且具有相對(duì)的一第一表面及一第二表面，待測(cè)物鄰設(shè)在屏幕的第一表面，量測(cè)單元與待測(cè)物對(duì)應(yīng)設(shè)置，并鄰設(shè)在屏幕的第二表面，量測(cè)方法包括通過量測(cè)單元擷取屏幕的第二表面的一影像；改變待測(cè)物面對(duì)屏幕的角度；通過量測(cè)單元擷取屏幕的第二表面的另一個(gè)影像；以及依據(jù)所述影像計(jì)算待測(cè)物的光場(chǎng)分布與總能量。在一實(shí)施例中，量測(cè)方法還包括對(duì)量測(cè)單元所擷取到的所述影像數(shù)據(jù)進(jìn)行校正及修正。在一實(shí)施例中，量測(cè)方法還包括將所述影像中的數(shù)據(jù)經(jīng)能量轉(zhuǎn)換，并經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一坐標(biāo)系統(tǒng)。
在一實(shí)施例中，光場(chǎng)分布包括光強(qiáng)度分布、色彩分布或光頻譜分布。在一實(shí)施例中，量測(cè)方法還包括對(duì)已知總能量的標(biāo)準(zhǔn)光源進(jìn)行量測(cè)。在一實(shí)施例中，當(dāng)屏幕、量測(cè)單元為多個(gè)時(shí)，所述量測(cè)單元擷取所述屏幕的所述第二表面的多個(gè)影像。在一實(shí)施例中，通過一可移動(dòng)框架及或一旋轉(zhuǎn)單元改變待測(cè)物面對(duì)屏幕的角度。在一實(shí)施例中,旋轉(zhuǎn)單元承載并旋轉(zhuǎn)待測(cè)物,或承載并旋轉(zhuǎn)屏幕、量測(cè)單元及可移動(dòng)框架。在一實(shí)施例中，量測(cè)方法還包括依據(jù)多個(gè)影像計(jì)算待測(cè)物的光場(chǎng)分布后再積分計(jì)算其總能量。為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種待測(cè)物的光場(chǎng)分布的量測(cè)方法，與一量測(cè)裝置配合，量測(cè)裝置具有至少一個(gè)屏幕以及至少一個(gè)量測(cè)單元，屏幕部分透光，且具有相對(duì)的一第一表面及一第二表面，待測(cè)物鄰設(shè)在屏幕的第一表面，量測(cè)單元與待測(cè)物對(duì)應(yīng)設(shè)置，并鄰設(shè)在屏幕的第二表面，量測(cè)方法包括通過量測(cè)單元擷取屏幕的第二表面的一影像；改變待測(cè)物面對(duì)屏幕的角度；通過量測(cè)單元擷取屏幕的第二表面的另一個(gè)影像；對(duì)量測(cè)單元所擷取到的所述影像數(shù)據(jù)進(jìn)行校正及修正；將所述影像中的數(shù)據(jù)經(jīng)能量轉(zhuǎn)換，并經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一坐標(biāo)系統(tǒng)；以及依據(jù)所述影像計(jì)算待測(cè)物的光場(chǎng)分布與總能量。承上所述，因依據(jù)本發(fā)明的量測(cè)裝置及其量測(cè)方法量測(cè)一待測(cè)物，待測(cè)物鄰設(shè)在屏幕的第一表面，而量測(cè)單元與待測(cè)物對(duì)應(yīng)設(shè)置，并鄰設(shè)在屏幕的第二表面。另外，保持單元保持屏幕、待測(cè)物及量測(cè)單元之間的相對(duì)距離，且量測(cè)單元擷取屏幕的第二表面的影像，以計(jì)算待測(cè)物的光場(chǎng)分布。借此，可使量測(cè)單元擷取由待測(cè)物所發(fā)出不同角度及方向的光線的光場(chǎng)分布，以得到待測(cè)物至少半球球域的光場(chǎng)分布。因此，本發(fā)明的量測(cè)裝置及其量測(cè)方法可取代市售的配光曲線儀及積分球，且具有快速與方便量測(cè)，以及成本便宜等優(yōu)點(diǎn)。另外，在應(yīng)用面來看，本發(fā)明的量測(cè)裝置亦可取代公知以積分球量測(cè)光源總功率的方式。而且，本發(fā)明經(jīng)部分改良后，亦可量測(cè)雙向散射分布函數(shù)。


圖1為本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的一種量測(cè)裝置的示意圖；圖2為圖1的屏幕的實(shí)施示意圖；圖3A至圖3D分別為量測(cè)裝置的保持單元位在不同位置的俯視示意圖；圖4A及圖4B分別為另一個(gè)實(shí)施態(tài)樣的量測(cè)裝置的示意圖；圖5A至圖5C分別為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一坐標(biāo)系統(tǒng)的不意圖；圖為本發(fā)明的屏幕與量測(cè)單元的相對(duì)幾何位置關(guān)系示意圖；圖6A為球坐標(biāo)展開成0、O平面的示意圖；圖6B為光強(qiáng)度分布的球坐標(biāo)的示意圖；圖7A 圖7H分別為本發(fā)明的量測(cè)裝置量測(cè)一發(fā)光二極管組件的結(jié)果示意圖；圖8A至圖8D分別為不同實(shí)施態(tài)樣的量測(cè)裝置的示意圖；圖9A及圖9B分別為本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的量測(cè)裝置的示意圖；圖10為本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的量測(cè)裝置的示意圖；圖11為本發(fā)明的光場(chǎng)分布的量測(cè)方法流程圖；以及
圖12A及圖12B分別為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的量測(cè)裝置的示意圖。主要元件符號(hào)說明l、la、lb、lc、ld、2、3、4 :量測(cè)裝置11、21、31、41 :屏幕111 :屏幕本體112:碳粉層12、22、32、42 :載具13、23、33、43 :量測(cè)單元14、14a、14c、14d、24、34、44 :保持單元14U241 :可移動(dòng)框架142 :樞軸15、25、45 :旋轉(zhuǎn)單元242 :旋轉(zhuǎn)支架26 :罩體261 :軌道331 :掃描振鏡組件332 :量測(cè)組件F :旋轉(zhuǎn)架L :擴(kuò)散片0 :發(fā)光二極管組件Pl P5 :位置R1、R2:支架S :光源S1:第一表面S2 :第二表面SOl S06 :步驟W:輸送帶X、Y、Z、X，、Y，、Z，、 x、 y :坐標(biāo)軸0、0 p 0 2> O, Ox> Oy :角度
具體實(shí)施例方式以下將參照相關(guān)圖式，說明依本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種量測(cè)裝置及其量測(cè)方法，其中相同的元件將以相同的元件符號(hào)加以說明。請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，其為本發(fā)明第一實(shí)施例的一種量測(cè)裝置I的示意圖。本發(fā)明的量測(cè)裝置I量測(cè)一待測(cè)物，并包括至少一個(gè)屏幕11、一待測(cè)物的載具12、至少一個(gè)量測(cè)單元13以及至少一個(gè)保持單元14。在此，以一個(gè)屏幕11、一個(gè)量測(cè)單元13及一個(gè)保持單元14為例。先說明的是，待測(cè)物可例如為一光源或一光學(xué)膜片。其中，光源可例如為發(fā)光二極管(LED)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、冷陰極熒光燈管(CCFL)、或熱陰極熒光燈管(HCFL)。另外，待測(cè)物可為單一的發(fā)光組件、一光源模塊或是一照明裝置。另外，待測(cè)物若為光學(xué)膜片，則光學(xué)膜片可例如為一擴(kuò)散片(板)、一增亮膜、一菱鏡片或其它，在此，并不以限定。在本實(shí)施例中，如圖1所示，待測(cè)物以一發(fā)光二極管組件O，而載具12承載發(fā)光二極管組件O，且其內(nèi)部具有驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管組件O的驅(qū)動(dòng)電路(圖未顯示)為例。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1及圖2所不,屏幕11具有相對(duì)的一第一表面SI及一第二表面S2。在此，第一表面Si屏幕11面對(duì)發(fā)光二極管組件0的表面，且發(fā)光二極管組件0鄰設(shè)在屏幕11的第一表面SI，而第二表面S2屏幕11面對(duì)量測(cè)單元13的表面。屏幕11部分透光，其材質(zhì)可例如包括紙、布、纖維、塑料、絨布紙、玻璃、壓克力、或擴(kuò)散片。在此，屏幕11以容易取得，且成本相當(dāng)?shù)偷募垙垶槔Ｈ鐖D2所示，屏幕11可包括一屏幕本體111及一碳粉層112或一印刷層，而碳粉層112或印刷層可以噴涂或印刷碳粉或有顏色的粉末等方式設(shè)置在第一表面SI上，使第一表面SI成為灰色、灰黑色或黑色，或可有效避免光源在第一表面SI造成反射的表面。舉例說明，如果光源的顏色為綠色，則可將第一表面SI印刷成紅色，如此可避免綠色光反射而造成噪聲。在此，以設(shè)置一黑色的碳粉層112為例。另外，在第一表面SI上設(shè)置碳粉層112或印刷層時(shí)，可使碳粉層112或印刷層包括多個(gè)凹部(圖未顯示)，因而在凹部的底部可露出屏幕11本體，且所述凹部可以成數(shù)組排列。另外，屏幕11還可包括一透光基板(圖未顯示)，透光基板緊貼在第二表面S2。透光基板例如可為一玻璃，可用以支撐及固定屏幕11 (例如固定紙張)。由于屏幕11為部分透光，故當(dāng)發(fā)光二極管組件0發(fā)出光線照射屏幕11的第一表面SI時(shí)，一部分的光線仍可穿透屏幕11，并在第二表面S2上呈現(xiàn)光場(chǎng)分布，以讓面對(duì)屏幕11第二表面S2的量測(cè)單元13來進(jìn)行光場(chǎng)分布的量測(cè)。量測(cè)單元13與發(fā)光二極管組件0對(duì)應(yīng)設(shè)置，且量測(cè)單元13鄰設(shè)在屏幕11的第二表面S2。通過量測(cè)單元13可擷取屏幕11的第二表面S2的影像，借此可計(jì)算發(fā)光二極管組件0的光場(chǎng)分布。其中，量測(cè)單元13可例如包括一輝度計(jì)(luminance meter)、一照度計(jì)(lux meter)、一功率計(jì)(power meter)、一照相機(jī)(camera)、或一光譜儀(spectrometer)。在此，量測(cè)單元13以一照相機(jī)為例。保持單元14保持屏幕11、發(fā)光二極管組件0以及量測(cè)單元13之間的相對(duì)距離。在本實(shí)施例中，如圖1所示，保持單元14具有一可移動(dòng)框架141，可移動(dòng)框架141保持屏幕
11、發(fā)光二極管組件0以及量測(cè)單元13之間的相對(duì)距離，并且固定屏幕11及量測(cè)單元13的相對(duì)位置。換言的，屏幕11及量測(cè)單元13設(shè)置在可移動(dòng)框架141上，且固定在可移動(dòng)框架141上，使得屏幕11與量測(cè)單元13之間的距離是固定不變的。另外，當(dāng)可移動(dòng)框架141移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，屏幕11、發(fā)光二極管組件0以及量測(cè)單元13之間的相對(duì)距離是不會(huì)改變的。特別一提的是，本發(fā)明并不限定可移動(dòng)框架141為圖1的實(shí)施態(tài)樣，只要可移動(dòng)框架141可固定屏幕11及量測(cè)單元13之間的相對(duì)位置，并使屏幕11、發(fā)光二極管組件0以及量測(cè)單元13之間的相對(duì)距離不會(huì)改變即可。本實(shí)施例中，量測(cè)裝置I還可包括一旋轉(zhuǎn)單元15,旋轉(zhuǎn)單元15可承載并旋轉(zhuǎn)屏幕
11、量測(cè)單元13及保持單元14，或可承載并旋轉(zhuǎn)發(fā)光二極管組件0，以改變發(fā)光二極管組件0面對(duì)屏幕11的角度，使量測(cè)單元13可擷取由發(fā)光二極管組件0所發(fā)出不同角度及方向的光場(chǎng)分布。另外，在其它的實(shí)施態(tài)樣中，旋轉(zhuǎn)單元15可承載并旋轉(zhuǎn)發(fā)光二極管組件0，或改變發(fā)光二極管組件0與一入射光線的角度。詳而言之，本實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)光二極管組件0發(fā)出光線投射至屏幕11的第一表面SI時(shí)，量測(cè)單元13可擷取屏幕11的第二表面S2的影像。當(dāng)旋轉(zhuǎn)單元15旋轉(zhuǎn)至另一個(gè)位置，使發(fā)光二極管組件O面對(duì)屏幕11的角度改變時(shí)，量測(cè)單元13可擷取屏幕11的第二表面S2的另一個(gè)影像。其中，旋轉(zhuǎn)單元15可為一旋轉(zhuǎn)架或一旋轉(zhuǎn)支架。在本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)單元15以一環(huán)形旋轉(zhuǎn)架為例，并承載及旋轉(zhuǎn)屏幕11、量測(cè)單元13及保持單元14,載具12及發(fā)光二極管組件O則為不轉(zhuǎn)動(dòng)，且位在環(huán)形旋轉(zhuǎn)架的中心。請(qǐng)參照?qǐng)D3A至圖3D所示，其分別為量測(cè)裝置I的保持單元14位在不同位置的俯視示意圖。當(dāng)旋轉(zhuǎn)單元15旋轉(zhuǎn)時(shí)，可移動(dòng)框架141相對(duì)發(fā)光二極管組件0可具有至少一個(gè)第一位置Pl與一第二位置P2，且量測(cè)單元13可分別擷取可移動(dòng)框架141在第一位置Pl及第二位置P2時(shí)，屏幕11的第二表面S2的一第一影像及一第二影像，且可依據(jù)第一影像及第二影像來計(jì)算發(fā)光二極管組件0的光場(chǎng)分布。其中，光場(chǎng)分布可包括光的強(qiáng)度分布、色彩分布或光頻譜分布。在本實(shí)施例中，發(fā)光二極管組件0的光場(chǎng)分布指發(fā)光二極管組件0所發(fā)出光的強(qiáng)度(intensity)分布。通過旋轉(zhuǎn)單元15的轉(zhuǎn)動(dòng),量測(cè)單元13可分別擷取可移動(dòng)框架141相對(duì)發(fā)光二極管組件0在第一位置Pl (如圖3A所示)、第二位置P2 (如圖3B所示)、第三位置P3(如圖3C所示)及第四位置P4(如圖3D所示)的第二表面S2的四個(gè)影像。另外，還可以手動(dòng)的方式，將保持單元14立設(shè)在發(fā)光二極管組件0的正上方(圖中未顯示)，以進(jìn)行第五位置的影像擷取。在此，量測(cè)單元13 (照相機(jī))擷取屏幕11的第二表面S2的影像的輝度(radiance)，借此，可計(jì)算而得到發(fā)光二極管組件0的不同方向的光強(qiáng)度分布。不過，圖3A至圖3D的位置只是舉例，用戶當(dāng)然可通過旋轉(zhuǎn)單元15的轉(zhuǎn)動(dòng)，使量測(cè)單元13可擷取可移動(dòng)框架141相對(duì)發(fā)光二極管組件0其它不同位置的第二表面S2的其它影像的輝度。另外，請(qǐng)參照?qǐng)D4A及圖4B所示，其分別為另一個(gè)實(shí)施態(tài)樣的量測(cè)裝置Ia的示意圖。與量測(cè)裝置I相同，量測(cè)裝置Ia—樣可以如圖3A至圖3D所示，可通過旋轉(zhuǎn)單元15的轉(zhuǎn)動(dòng)，使量測(cè)單元13可分別擷取可移動(dòng)框架141相對(duì)發(fā)光二極管組件0在第一位置Pl至第四位置P4的第二表面S2的四個(gè)影像。另外，如圖4A所示，為了量測(cè)發(fā)光二極管組件0至少半球球域的光場(chǎng)分布，保持單元14a還可具有一樞軸142，樞軸142的一端固定在旋轉(zhuǎn)單元15，進(jìn)而固定整個(gè)保持單元14與發(fā)光二極管組件0的相對(duì)距離。而可移動(dòng)框架141可以樞軸142旋轉(zhuǎn)，而相對(duì)發(fā)光二極管組件0具有所述不同的位置。其中，圖4A顯示保持單元14a在第一位置P1。另外，如圖4B所示，可移動(dòng)框架141可以樞軸142為支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，使其相對(duì)于發(fā)光二極管組件0旋轉(zhuǎn)而立在發(fā)光二極管組件0的正上方，使保持單元14a在一第五位置P5，此時(shí)，保持單元14a仍維持著屏幕11、發(fā)光二極管組件0以及量測(cè)單元13之間的相對(duì)距離不變。在此，以二個(gè)樞軸142分別位在可移動(dòng)框架141的兩側(cè)為例。因此，通過旋轉(zhuǎn)單元15的旋轉(zhuǎn)，不僅可使量測(cè)單元13分別擷取可移動(dòng)框架141相對(duì)發(fā)光二極管組件0在第一位置Pl 第四位置P4的四個(gè)影像的輝度，再通過以樞軸142為支點(diǎn)，可使可移動(dòng)框架141相對(duì)發(fā)光二極管組件0而立在發(fā)光二極管組件0的上側(cè)，使量測(cè)單元13擷取可移動(dòng)框架141相對(duì)發(fā)光二極管組件0在第五位置P5的影像的輝度。因此，量測(cè)裝置Ia可通過量測(cè)單元13擷取屏幕11的第二表面S2的至少五個(gè)位置Pl P5的五個(gè)影像的輝度，并借以計(jì)算發(fā)光二極管組件0的至少半球球域的強(qiáng)度分布。其中，位置Pl P5的五個(gè)影像的輝度即是發(fā)光二極管組件0的五個(gè)不同角度的光線的輝度。特別一提的是，為了怕環(huán)境光線影響量測(cè)裝置l、la的準(zhǔn)確性，因此，量測(cè)單元13量測(cè)屏幕11的第二表S2的影像時(shí)，需將量測(cè)裝置l、la置放在一全暗的環(huán)境中，以免環(huán)境光線干擾量測(cè)而影響其準(zhǔn)確性?；蛘撸赏ㄟ^覆蓋一遮光布在量測(cè)裝置l、la，以排除環(huán)境光線的干擾。然而，本實(shí)施例的照相機(jī)擷取到屏幕11的第二表面S2的輝度分布并非真正的輝度分布，因?yàn)檎障鄼C(jī)內(nèi)的傳感器的灰階值與光線的絕對(duì)能量為非線性的關(guān)系，因此在擷取輝度分布前，必須先找出傳感器的灰階值與能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，進(jìn)而再對(duì)擷取到的灰階值分布做轉(zhuǎn)換，如此，才能得到正確的絕對(duì)輝度分布。為了得到灰階值與輝度的轉(zhuǎn)換關(guān)系，在此通過一已知總能量的標(biāo)準(zhǔn)光源(例如白光)照射在屏幕11的第一表面SI上，并由量測(cè)單元13擷取第二表面S2的影像，并記錄照相機(jī)的傳感器量到的灰階值及一功率計(jì)的能量值，如此，即可得知已知總能量的光源的灰階值，進(jìn)而計(jì)算而可得到不同灰階值對(duì)應(yīng)的總能量的數(shù)據(jù)，如此，才可得到真正的光場(chǎng)能量分布。另外，必須再將量測(cè)單元13所擷取到的發(fā)光二極管組件0在各個(gè)不同角度(在位置Pl P5)的光強(qiáng)度分布，轉(zhuǎn)換至同一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)。因此，量測(cè)裝置Ia還可包括一計(jì)算單元(圖未顯示)，計(jì)算單元將量測(cè)單元13擷取到的所述影像的數(shù)據(jù)(強(qiáng)度分布的數(shù)據(jù))進(jìn)行光強(qiáng)度修正與轉(zhuǎn)換，并經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一坐標(biāo)系統(tǒng)。另外，也可借此進(jìn)而計(jì)算所述影像的數(shù)據(jù)的總能量。舉例來說，計(jì)算單元先將量測(cè)單元13擷取的發(fā)光二極管組件0不同角度光線強(qiáng)度的每一點(diǎn)定義其直角(卡氏)坐標(biāo)，并利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將每個(gè)角度擷取到的位置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一直角(卡氏)坐標(biāo)，再轉(zhuǎn)換至球坐標(biāo)系統(tǒng)。以下，請(qǐng)分別參照?qǐng)D5A至圖5C所示，以說明如何將量測(cè)單元13擷取到的所述影像的強(qiáng)度的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一球坐標(biāo)系統(tǒng)。換言之，將發(fā)光二極管組件0向不同方向發(fā)射，而間接映在屏幕11的第二表面S2的光線強(qiáng)度的坐標(biāo)全部轉(zhuǎn)換至同一個(gè)球坐標(biāo)系統(tǒng)。其中，圖5A及圖5B只顯示發(fā)光二極管組件O、屏幕21及量測(cè)單元23，而坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置為發(fā)光二極管組件0的中心點(diǎn)。如圖5A及圖5B所示，將每個(gè)角度擷取到的位置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一直角坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式為
權(quán)利要求
1.一種量測(cè)裝置，用以量測(cè)一待測(cè)物，其特征在于，包括 至少一個(gè)屏幕，其部分透光，且具有相對(duì)的一第一表面及一第二表面，所述待測(cè)物鄰設(shè)在所述屏幕的所述第一表面； 至少一個(gè)量測(cè)單元，與所述待測(cè)物對(duì)應(yīng)設(shè)置，并鄰設(shè)在所述屏幕的所述第二表面；以及 至少一個(gè)保持單元，保持所述屏幕、所述待測(cè)物及所述量測(cè)單元之間的相對(duì)距離，所述量測(cè)單元擷取所述屏幕的所述第二表面的影像，以計(jì)算所述待測(cè)物的光場(chǎng)分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)裝置，其特征在于，所述待測(cè)物包括一光源或一光學(xué)膜片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)裝置，其特征在于，所述屏幕的材質(zhì)包括紙、布、纖維、塑料、絨布紙、玻璃、壓克力、或擴(kuò)散片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)裝置，其特征在于，所述屏幕包括一屏幕本體及一碳粉層或一印刷層，所述碳粉層或所述印刷層位在所述第一表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的量測(cè)裝置，其特征在于，所述碳粉層或所述印刷層包括多個(gè)凹部，以露出所述屏幕本體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)裝置，其特征在于，所述屏幕更包括一透光基板，所述透光基板緊貼在所述第二表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)裝置，其特征在于，所述量測(cè)單元包括輝度計(jì)、照度計(jì)、功率計(jì)、照相機(jī)或光譜儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)裝置，其特征在于，所述量測(cè)單元還包括一掃描振鏡組件，以掃描所述屏幕的所述第二表面的影像。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)裝置，其特征在于，所述光場(chǎng)分布包括光的強(qiáng)度分布、色彩分布或光頻譜分布。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)裝置，其特征在于，所述保持單元具有一可移動(dòng)框架，所述可移動(dòng)框架相對(duì)所述待測(cè)物具有多個(gè)位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的量測(cè)裝置，其特征在于，所述量測(cè)單元擷取所述可移動(dòng)框架在所述位置時(shí)，所述屏幕的所述第二表面的多個(gè)影像。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的量測(cè)裝置，其特征在于，依據(jù)所述影像計(jì)算所述待測(cè)物的光場(chǎng)分布。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)裝置，其特征在于，當(dāng)所述屏幕、所述量測(cè)單元及所述保持單元為多個(gè)時(shí)，所述量測(cè)單元擷取所述屏幕的所述第二表面的多個(gè)影像。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的量測(cè)裝置，其特征在于，所述保持單元還具有一樞軸，所述可移動(dòng)框架以所述樞軸旋轉(zhuǎn)，而相對(duì)所述待測(cè)物具有所述位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的量測(cè)裝置，其特征在于，還包括 一罩體，所述屏幕、所述可移動(dòng)框架、所述量測(cè)單元及所述待測(cè)物設(shè)置在所述罩體內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的量測(cè)裝置，其特征在于，所述罩體具有一軌道，所述可移動(dòng)框架沿著所述軌道移動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)裝置，其特征在于，還包括 一旋轉(zhuǎn)單元，承載并旋轉(zhuǎn)所述待測(cè)物，以改變所述待測(cè)物面對(duì)所述屏幕的角度，或改變所述待測(cè)物與一入射光線的角度。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)裝置，其特征在于，還包括 一旋轉(zhuǎn)單元，承載并旋轉(zhuǎn)所述屏幕、所述量測(cè)單元及所述保持單元，以改變所述待測(cè)物面對(duì)所述屏幕的角度。
19.根據(jù)權(quán)利要求11或13所述的量測(cè)裝置，其特征在于，還包括 一計(jì)算單元，將所述量測(cè)單元擷取到的所述影像進(jìn)行光強(qiáng)度修正與轉(zhuǎn)換，并經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一坐標(biāo)系統(tǒng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求11或13所述的量測(cè)裝置，其特征在于，還包括 一計(jì)算單元，將所述量測(cè)單元擷取到的所述影像進(jìn)行光強(qiáng)度修正與轉(zhuǎn)換，并經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一坐標(biāo)系統(tǒng)，且計(jì)算其總能量。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)裝置，其特征在于，當(dāng)所述待測(cè)物為一光學(xué)膜片時(shí)，所述量測(cè)裝置還包括一光源，所述光源射出光線照射在所述光學(xué)膜片上。
22.根據(jù)權(quán)利要求1或15所述的量測(cè)裝置，其特征在于，當(dāng)所述待測(cè)物為一光學(xué)膜片時(shí)，所述屏幕、所述罩體或所述保持單元具有穿孔，使一光源能照射在光學(xué)膜片上。
23.一種待測(cè)物的光場(chǎng)分布的量測(cè)方法，與一量測(cè)裝置配合，所述量測(cè)裝置具有至少一個(gè)屏幕以及至少一個(gè)量測(cè)單元，所述屏幕部分透光，且具有相對(duì)的一第一表面及一第二表面，所述待測(cè)物鄰設(shè)在所述屏幕的所述第一表面，所述量測(cè)單元與所述待測(cè)物對(duì)應(yīng)設(shè)置，并鄰設(shè)在所述屏幕的所述第二表面，其特征在于，所述量測(cè)方法包括 通過所述量測(cè)單元擷取所述屏幕的所述第二表面的一影像； 改變所述待測(cè)物面對(duì)所述屏幕的角度； 通過所述量測(cè)單元擷取所述屏幕的所述第二表面的另一個(gè)影像；以及 依據(jù)所述影像計(jì)算所述待測(cè)物的光場(chǎng)分布與總能量。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的量測(cè)方法，其特征在于，還包括 對(duì)量測(cè)單元所擷取到的所述影像數(shù)據(jù)進(jìn)行校正及修正。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的量測(cè)方法，其特征在于，還包括 將所述影像中的數(shù)據(jù)經(jīng)能量轉(zhuǎn)換，并經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一坐標(biāo)系統(tǒng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的量測(cè)方法，其特征在于，所述光場(chǎng)分布包括光強(qiáng)度分布、色彩分布或光頻譜分布。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的量測(cè)方法，其特征在于，還包括 對(duì)已知總能量的標(biāo)準(zhǔn)光源進(jìn)行量測(cè)。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的量測(cè)方法，其特征在于，當(dāng)所述屏幕、所述量測(cè)單元為多個(gè)時(shí)，所述量測(cè)單元擷取所述屏幕的所述第二表面的多個(gè)影像。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的量測(cè)方法，其特征在于，通過一可移動(dòng)框架及或一旋轉(zhuǎn)單元改變所述待測(cè)物面對(duì)所述屏幕的角度。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的量測(cè)方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)單元承載并旋轉(zhuǎn)所述待測(cè)物，或承載并旋轉(zhuǎn)所述屏幕、所述量測(cè)單元及所述可移動(dòng)框架。
31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的量測(cè)方法，其特征在于，還包括 依據(jù)所述影像計(jì)算待測(cè)物的光場(chǎng)分布后，再積分計(jì)算其總能量。
32.—種待測(cè)物的光場(chǎng)分布的量測(cè)方法，與一量測(cè)裝置配合，所述量測(cè)裝置具有至少一個(gè)屏幕以及至少一個(gè)量測(cè)單元，所述屏幕部分透光，且具有相對(duì)的一第一表面及一第二表面，所述待測(cè)物鄰設(shè)在所述屏幕的所述第一表面，所述量測(cè)單元與所述待測(cè)物對(duì)應(yīng)設(shè)置，并鄰設(shè)在所述屏幕的所述第二表面，其特征在于，所述量測(cè)方法包括 通過所述量測(cè)單元擷取所述屏幕的所述第二表面的一影像； 改變所述待測(cè)物面對(duì)所述屏幕的角度； 通過所述量測(cè)單元擷取所述屏幕的所述第二表面的另一個(gè)影像； 對(duì)量測(cè)單元所擷取到的所述影像數(shù)據(jù)進(jìn)行校正及修正； 將所述影像中的數(shù)據(jù)經(jīng)能量轉(zhuǎn)換，并經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一坐標(biāo)系統(tǒng)；以及 依據(jù)所述影像計(jì)算所述待測(cè)物的光場(chǎng)分布與總能量。
全文摘要
一種量測(cè)裝置用以量測(cè)一待測(cè)物，并包括至少一個(gè)屏幕、至少一個(gè)量測(cè)單元以及至少一個(gè)保持單元。屏幕是部分透光，且具有相對(duì)的一第一表面及一第二表面，待測(cè)物鄰設(shè)于屏幕的第一表面。量測(cè)單元與待測(cè)物對(duì)應(yīng)設(shè)置，并鄰設(shè)于屏幕的第二表面。保持單元保持屏幕、待測(cè)物及量測(cè)單元的相對(duì)距離，量測(cè)單元擷取屏幕的第二表面的影像，以計(jì)算待測(cè)物的光場(chǎng)分布。本發(fā)明的量測(cè)裝置可快速量測(cè)一待測(cè)物的光場(chǎng)分布，并具有成本低及準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01J1/00GK103063294SQ20111032257
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者孫慶成, 余業(yè)緯, 陳彥霖, 陳瑋鑫 申請(qǐng)人:中央大學(xué)