本發(fā)明涉及一棱鏡的測試系統(tǒng)，尤其涉及一棱鏡透過率的測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著智能終端的快速發(fā)展，智能眼鏡也逐漸進入人們的視野，而智能眼鏡里需要用到一個很重要的器件，就是棱鏡。作為一個光學(xué)器件，透過率可以說是棱鏡最重要的指標。如何準確測量一個棱鏡的透過率也成為一個很重要的問題。

現(xiàn)有技術(shù)中，為了測試棱鏡的透過率，經(jīng)常使用的儀器是透過率檢測儀。透過率檢測儀是能快速準確地測量各類平面光學(xué)元件的透射率，可用于實時在線檢測，實現(xiàn)產(chǎn)品全檢的儀器。一套全波長的0度角透過率檢測儀，能快速準確地測量各類平面光學(xué)元件的透射率，可用于實時在線檢測，實現(xiàn)產(chǎn)品全檢。透過率檢測儀適用于棱鏡、鍍膜鏡、膠合鏡、平行平板、太陽膜、濾光片等平面光學(xué)元件的檢測。

一般而言，光學(xué)擴散片在小心使用下，可降低測量時因探測器上的入射光源不均勻分布或光束偏移所造成的微小誤差，因此可以提高測量的準確性。但是在精密的測量時，就必須使用積分球作為光學(xué)擴散器使得上述的誤差最小。所以，在傳統(tǒng)的測試儀器中經(jīng)常使用到積分球。積分球是一個內(nèi)壁涂有白色漫反射材料的空腔球體，又稱光度球，光通球等，是一個中空的完整球殼。球壁上開一個或幾個窗孔，用作進光孔和放置光接收器件的接收孔。積分球是具有高反射性內(nèi)表面的空心球體，用來對處于球內(nèi)或放在球外并鄰近某個窗口處的試樣對光的散射或發(fā)射進行收集的一種高效率器件。其中，球上的小窗口可以讓光進入并與檢測器靠得較近。積分球內(nèi)壁涂白色漫反射層，且球內(nèi)壁各點漫射均勻。光源S在球壁上任意一點B上產(chǎn)生的光照度是由多次反射光產(chǎn)生的光照度疊加而成的。

但是，傳統(tǒng)的測試儀器都是專用大型設(shè)備。除了儀器本身占用體積較大以外，操作并不方便，而且在復(fù)雜的操作過程中很容易產(chǎn)生各種誤差的累積，造成最終測試結(jié)果誤差較大，并不利于準確地測量一待測棱鏡的透過率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一棱鏡透過率的測試系統(tǒng)及其測試方法，從而快速而準確的測量棱鏡的透過率。

本發(fā)明的另一目的在于提供一棱鏡透過率的測試系統(tǒng)及其測試方法，其適合于測量入射光和出射光在大致垂直方向的棱鏡的透過率。

本發(fā)明的另一目的在于提供一棱鏡透過率的測試系統(tǒng)及其測試方法，其通過積分球減小測量誤差。

本發(fā)明的另一目的在于提供一棱鏡透過率的測試系統(tǒng)及其測試方法，其通過多軸調(diào)節(jié)平臺調(diào)節(jié)光源儀發(fā)出平行光線的中心與待測棱鏡的棱鏡入射口的中心的同軸度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一棱鏡透過率的測試系統(tǒng)，其包括：

一支撐體，

一光源儀，所述光源儀設(shè)置于所述支撐體，

一棱鏡固定架，用于安裝一待測棱鏡，

一多軸調(diào)節(jié)平臺，設(shè)置于所述支撐體，用于調(diào)節(jié)所述光源儀發(fā)出平行光線的中心與所述待測棱鏡的棱鏡入射口的中心的同軸度，和

一積分球，所述積分球設(shè)置于所述支撐體，所述積分球具有至少一窗孔，所述棱鏡固定架設(shè)置于所述多軸調(diào)節(jié)平臺上。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述支撐體包括一底座和一支撐部，所述底座與所述支撐部相互連接，所述多軸調(diào)節(jié)平臺和所述積分球設(shè)置于所述底座，所述光源儀設(shè)置于所述支撐部。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述支撐部包括一基板，一調(diào)高件和一光源儀安裝件，所述基板和所述調(diào)高件連接，所述光源固定件設(shè)置于所述調(diào)高件，用于安裝所述光源儀。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述光源固定件還包括相互垂直的一基板主體和一光源儀固定基板，所述基板主體設(shè)置于所述調(diào)高件，所述光源儀固定基板和所述光源儀相連接。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述調(diào)高件還設(shè)置有一控制件，用于控制所述調(diào)高件在所述基板的位置。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述調(diào)高件是一高度調(diào)節(jié)按鈕。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述底座還包括一底板和一積分球固定板，所述積分球設(shè)置于所述積分球固定板。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述底板還具有一滑軌，所述積分球固定板在所述滑軌上滑動，從而供所述積分球調(diào)節(jié)與所述多軸調(diào)節(jié)平臺的相對位置。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述棱鏡的入射口和所述出射口分別位于互相垂直的兩個側(cè)面。

根據(jù)本發(fā)明的另外一方面，本發(fā)明提供一棱鏡透過率的測試方法，該方法包括以下步驟：

(a)把待測棱鏡固定在棱鏡固定架上；

(b)調(diào)節(jié)光源儀的高度，讓所述光源儀發(fā)出的平行光線鄰近所述棱鏡的入射口，由于所述光源儀發(fā)出的光線的光強度為已知，記為P1；

(c)調(diào)節(jié)多軸調(diào)節(jié)平臺，使所述光源儀發(fā)出的平行光線的中心和所述棱鏡的所述入射口的中心同軸；

(d)調(diào)節(jié)積分球的位置，使所述積分球的所述窗孔鄰近所述棱鏡的出射口；

(e)測量出所述棱鏡的出射光強度，記為P2；以及

(f)計算得到所述待測棱鏡的透過率為P2/P1。

根據(jù)本發(fā)明的另外一方面，本發(fā)明提供一棱鏡透過率的測試方法，該方法包括以下步驟：

(A)使光源儀的平行光線沿豎直方向進入待測的棱鏡，其中所述光源儀的平行光線的光強度記為P1；

(B)使所述平行光線穿過所述棱鏡并且沿水平方向的出射光進入積分球；

(C)測量得到進入所述積分球的出射光的光強度，記為P2；以及

(D)計算得到所述棱鏡的透過率為P2/P1。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在上述方法中，還包括步驟：將所述光源儀設(shè)置于所述棱鏡的上方并鄰近所述棱鏡的入射口。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在上述方法中，還包括步驟：調(diào)節(jié)所述光源儀的位置以使所述光源儀的中心和所述棱鏡的入射口中心同軸。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在上述方法中，還包括步驟：通過多軸調(diào)節(jié)平臺調(diào)節(jié)棱鏡固定架的位置從而調(diào)節(jié)所述棱鏡的位置以使所述光源儀的中心和所述棱鏡的入射口中心同軸。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在上述方法中，還包括步驟：使所述積分球沿著設(shè)于支撐體的底座的導(dǎo)軌移動以使所述積分球的窗孔鄰近所述棱鏡的出射口。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的棱鏡透過率的測試系統(tǒng)中棱鏡透過率的測試裝置的示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明上述優(yōu)選實施例的棱鏡透過率的測試系統(tǒng)的測試示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明上述優(yōu)選實施例的棱鏡透過率的測試系統(tǒng)的測試流程圖。

具體實施方式

以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本發(fā)明的基本原理可以應(yīng)用于其他實施方案、變形方案、改進方案、等同方案以及沒有背離本發(fā)明的精神和范圍的其他技術(shù)方案。

如圖1至圖3所示為本發(fā)明的一棱鏡透過率的測試系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例。所述棱鏡透過率的測試系統(tǒng)提高了棱鏡透過率的測試準確度。所述棱鏡透過率的測試系統(tǒng)將多種測量儀器集中在一棱鏡透過率的測試裝置中，通過調(diào)節(jié)待測棱鏡和光源的同軸度以及減小測量過程中的誤差提高了測量結(jié)果的準確度。此外，所述棱鏡透過率的測試系統(tǒng)采用了所述的棱鏡透過率的測試裝置還降低了操作難度，從而使整個測試過程在提高測量結(jié)果準確度的同時操作更為方便快捷。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的所述棱鏡透過率的測試系統(tǒng)包括一棱鏡透過率的測試裝置。所述棱鏡透過率的測試裝置包括一支撐體10，一光源儀20，一棱鏡固定架30，一多軸調(diào)節(jié)平臺40和一積分球50。其中，所述光源儀20設(shè)置于所述支撐體10上，用于發(fā)出平行光線。所述棱鏡固定架30用于安裝一待測棱鏡90。

在本發(fā)明的實施例中，所述多軸調(diào)節(jié)平臺40用于調(diào)節(jié)所述光源儀20發(fā)出的 所述平行光線的中心與所述待測棱鏡90的棱鏡入射口91的中心的同軸度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，所述多軸調(diào)節(jié)平臺40可以具有五軸，例如x軸，y軸，z軸，u軸和v軸。為了更準確調(diào)節(jié)所述同軸度，還可以是六軸調(diào)節(jié)平臺，本發(fā)明并不受此限制。

在本發(fā)明的實施例中，所述積分球50作為光學(xué)擴散器，減小因入射光源不均勻分布或光束偏移所造成的誤差，從而提高測量的準確性。

具體地，在上述優(yōu)選實施例中，所述支撐體10包括一底座11和一支撐部12。其中，所述底座11用于放置所述多軸調(diào)節(jié)平臺40和所述積分球50。所述支撐部12用于固定所述光源儀20。所述底座11與所述支撐部12相連接，如相互垂直固定地連接。進一步地，為了能夠?qū)崿F(xiàn)所述光源體20在所述支撐部12的高度可調(diào)節(jié)以及穩(wěn)定性，所述支撐部12進一步包括一基板123，一調(diào)高件121和一光源儀安裝件122。其中，所述基板123和所述調(diào)高件121連接，所述光源固定件122設(shè)置于所述調(diào)高件121，用于固定所述光源儀20。值得一提的是，所述光源固定件122包括相互垂直的一基板主體1221和一光源儀固定基板1222。其中所述基板主體1221設(shè)置于所述調(diào)高件121，所述光源儀固定基板1222和所述光源儀20相連接。值得一提的是，所述光源儀固定基板1222可以根據(jù)所述光源儀20的需要調(diào)節(jié)長度。

進一步地，為了使所述光源儀20的更方便調(diào)節(jié)高度，所述調(diào)高件121還設(shè)置有一控制件1211，用于控制所述調(diào)高件121在所述基板123的位置。在本實施例中，所述控制件1211實施為一高度調(diào)節(jié)按鈕，當所述高度調(diào)節(jié)按鈕被按下時，所述調(diào)高件121在所述基板123的位置固定，也就是說，與所述基板123不發(fā)生相對位移，從而所述光源儀20的高度固定。當所述高度調(diào)節(jié)按鈕再次被按下時，也就是恢復(fù)原狀時，所述調(diào)高件121可以與所述基板123發(fā)生相對位移，也就是說，所述光源儀20的高度可以進行調(diào)節(jié)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，為了實現(xiàn)所述光源儀20的高度可調(diào)節(jié)以及穩(wěn)定性，所述支撐部12也有其他變形或者等效的實施例。例如可以使所述光源儀20可滑動地連接于所述光源儀固定基板1222從而調(diào)整其高度。

進一步地，所述底座11還包括一底板111和一積分球固定板112。所述積分球50設(shè)置于所述積分球固定板112上。為了實現(xiàn)所述積分球50于所述底板111 發(fā)生相對位移，也就是說，為了實現(xiàn)所述積分球50在所述底板111上可以自由水平移動，所述底板111還具有一滑軌1111。所述積分球固定板112可以在所述滑軌1111上滑動，從而所述積分球50可以調(diào)節(jié)與所述多軸調(diào)節(jié)平臺40的相對位置。進一步地，為了增強所述積分球50的穩(wěn)定性，所述積分球50還包括一積分球支撐體52，其和所述積分固定板111連接。

在上述優(yōu)選實施例中，所述棱鏡固定架30用于安裝所述待測棱鏡，所述棱鏡固定架30具有一入射口31和一出射口32。所述光源儀20發(fā)出光線通過所述待測棱鏡以及所述入射口31后在所述出射口32射出。所述多軸調(diào)節(jié)平臺40包括一放置部41，用于放置所述棱鏡固定架30。

具體地，在一實施例中，所述積分球50是一內(nèi)壁500涂有漫反射材料的空腔球體，是一個中空的完整球殼。所述積分球50上開至少一窗孔51，用于作為進光孔或者放置光接收器件的接收孔。也就是說，所述窗孔51可以讓光進入并與檢測器靠得較近，是用來對處于所述積分球50的球內(nèi)或放在球外并鄰近所述窗孔51的試樣對光的散射或發(fā)射進行收集的一種高效率元件。

所述積分球50的基本原理是光通過所述窗孔51被所述積分球50收集，在所述積分球50的內(nèi)部經(jīng)過多次反射后非常均勻地散射在所述積分球50的內(nèi)部。值得一提的是，所述積分球50的所述內(nèi)壁500應(yīng)是良好的球面，通常要求它相對于理想球面的偏差應(yīng)不大于所述積分球50的內(nèi)徑的0.2％。所述積分球50的所述內(nèi)壁500表面涂以理想的漫反射材料，也就是漫反射系數(shù)接近于1的材料。常用的材料是氧化鎂或硫酸鋇，將它和膠質(zhì)粘合劑混合均勻后，噴涂在所述內(nèi)壁500表面。氧化鎂涂層在可見光譜范圍內(nèi)的光譜反射比都在99％以上。這樣，進入所述積分球50的光經(jīng)過所述內(nèi)壁500的涂層多次反射，在所述內(nèi)壁500表面形成均勻照度。為獲得較高的測量準確度，所述積分球500的窗孔51的開孔比應(yīng)盡可能小。所述開孔比定義為所述積分球500的所述窗孔51處的球面積與整個所述積分球的所述內(nèi)壁500的面積之比。因此，由于所述積分球50可降低并除去由光線的形狀、發(fā)散角度、及探測器上不同位置的響應(yīng)度差異所造成的測量誤差，使用所述積分球50來測量時，可使得所述棱鏡透過率的測試系統(tǒng)的測量結(jié)果更為準確和可靠。

如圖2所示為根據(jù)本發(fā)明上述實施例的測量示意圖。其中，所述光源儀20 的一光源出口21發(fā)出平行光線，所述平行光線透過所述待測棱鏡并通過所述入射口31之后，在所述出射口32射出二次光線。所述二次光線通過所述積分球50的所述窗孔51在所述積分球50內(nèi)進行漫反射形成均勻照度并在其輸出孔輸出，從而可以測量所述棱鏡的出射光強度。

因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，操作所述棱鏡透過率的測試裝置進行測量的步驟為：

(a)把待測棱鏡90安裝在所述棱鏡固定架30上；

(b)調(diào)節(jié)所述光源儀20的高度，讓所述光源儀20發(fā)出的平行光線鄰近所述待測棱鏡90的棱鏡入射口91，由于所述光源儀20發(fā)出的光線的光強度為已知，記為P1；

(c)調(diào)節(jié)所述多軸調(diào)節(jié)平臺40，使所述光源儀20發(fā)出的平行光線的中心和所述待測棱鏡90的所述棱鏡入射口91的中心同軸；

(d)調(diào)節(jié)所述積分球固定板112，使所述積分球50的所述窗孔52鄰近所述出射口32；

(e)測量出棱鏡的出射光強度，記為P2；

(f)所述待測棱鏡的透過率則為P2/P1。

根據(jù)圖中示意的例子，在本發(fā)明的這個優(yōu)選實施例中，更具體地，使所述光源儀20的平行光線沿豎直方向進入待測的棱鏡90，其中所述光源儀20的平行光線的光強度記為P1；然后使所述平行光線穿過所述棱鏡90并且沿水平方向的出射光進入所述積分球50；測量得到進入所述積分球50的出射光的光強度，記為P2；最后計算得到所述棱鏡的透過率為P2/P1。

值得一提的是，在這個實施例中，所述棱鏡90可以設(shè)置偏振結(jié)構(gòu)，例如可以使出射光只是某一個方向的偏振光等。也可以是通過反射或折射作用等將出射光調(diào)整為沿水平方向射出。在另外的實施例，所述棱鏡的入射光和出射光也可能是沿著大致同樣的方向投射，例如入射光也可沿水平方向進入所述棱鏡90，再沿水平方向射出。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，上述描述及附圖中所示的本發(fā)明的實施例只作為舉例而并不限制本發(fā)明。本發(fā)明的目的已經(jīng)完整并有效地實現(xiàn)。本發(fā)明的功能及結(jié)構(gòu)原理已在實施例中展示和說明，在沒有背離所述原理下，本發(fā)明的實施方式 可以有任何變形或修改。