专利名称：一种偏振特性元器件的光轴角度检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光电检测技术，尤其涉及一种具有偏振特性元器件的光轴角度 检测装置。
背景技术：
众所周知，偏振片、玻片、液晶等都具有偏振特性，在光学产品和实验中都会 用到大量的这些带有偏振特性的元器件。这些元器件的偏振角度或光轴角度检测显得尤 为重要，而传统的检测方法多数是目测或通过光谱仪等设备检测，目测结果显然不是很 准确，只能判断大致方向，光谱仪检测也不能准确的检测出光轴。目前液晶生产厂家很 少检测出厂液晶盒的取向角度，而且这种角度带有平均性，因此需要对整个液晶面进行 平均检测。众多偏振片生产厂家只是在设备上设置好偏振角度，摩擦之后就不再检测产 品的偏振角，这些厂家也需要相关设备对产品做快速检测。偏振膜厂家从来不关心偏振 膜具体角度，只关心方向，而这也将降低各种产品的对比度。因此该领域需要一种快速 检测偏振器件的测试设备。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能够快速、精确测量液晶盒、偏振片、玻片的 透振方向或光轴的装置，旨在解决现有偏光显微镜或光谱仪检测方法测量结果不准或偏 差较大的问题。本实用新型所述的偏振特性元器件的光轴角度检测装置，其包括光源、起偏偏 振片、检测平台和旋转平台、检偏偏振片、滤光片、镜头和CCD器件，所述在卤素灯光 源产生的入射光线方向上依次同轴设置起偏偏振片、装有待测偏振特性元器件的检测平 台和旋转平台、检偏偏振片、滤光片、镜头和CCD器件。上述光源为卤素灯光源。上述旋转平台旋转精度为0.1°本实用新型通过卤素灯光源提供一束经准直后的平行测试光束，再经起偏偏振 片形成线偏振光照射待测偏振特性元器件，透射光线再经检偏偏振片、滤光片、镜头并 最终入射到CCD器件上，CCD器件由计算机控制适时收集透射光线图像并储于计算机， 通过不断改变待测偏振特性元器件与起偏偏振片的相对角度，利用CCD器件抓拍不同角 度下透射光线图像。利用检测偏振片与被检测元件之间的透振方向的夹角与透射光的关 系来确定被检测元件的光轴角度(透振方向)，该关系形成的原理是当具有偏振特性的元 件与起偏、检偏元件之间存在一定角度时，透射光强遵循马吕斯定理，在光轴位置透射 光强为极小值。通过改变检测元件与起偏器之间的夹角，用CCD记录透射图，每一幅图 都与元件偏转角度对应，再建立角度与每一幅图的灰度关系图，通过关系图找出灰度极 小值点，该点对应的角度为元件透振方向或光轴角度。本实用新型采用一套结构简单的测试设备，即可快速、准确的测出待测偏振特性元器件光轴角，该设备采用的方法也简单易行，容易操作，有效解决了现有偏振特性 元器件厂家无法快速确定偏振特性元器件光轴角的问题，例如液晶摩擦角、偏光片透振 方向、玻片光轴。而这些元器件是液晶显示、投影设备、虑光设备等必须用到的器件， 准确的角度测量有助于设备性能的提高。
图1是本实用新型光轴角度检测装置的结构示意图；图2是图像灰度值与光轴角度关系图，由图中可见该实施例的器件光轴为 7.3°，
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实 施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1所示，基于光轴和偏振图像灰度关系的光轴角度检测装置包括卤素灯 光源、起偏偏振片、检测平台和旋转平台、检测平台上的样品、检偏偏振片、滤光片、 镜头、CCD器件，其中光源为卤素灯和准直透镜组成，光经过准直后为平行光，平行光照射到起偏偏 振片，起偏偏振片定标后的光轴应与偏振片托盘起始位置“0”对准。检测平台与旋转平台是一体的，旋转平台带有电机，可以对检测平台进行精确 移动，移动精度0.1°。旋转平台通过计算机软件控制，检测平台可以手动粗测。检测 平台上有元器件夹具，可以把待测元件夹在上面，检测平台底部有通光孔，尺寸可变。测试过程中检偏偏振片与起偏偏振片始终保持平行，光轴与起始位置“0”对 齐。滤波片是可见光透射滤波片，将可见光以外杂波全部滤掉。镜头是用于把光成像于CCD器件上的，CCD是探测器，镜头是成像器件，所成 的像由CCD探测，本实用新型中的镜头和CCD是分离的，方便更换不同焦距的镜头。 CCD器件由计算机控制，并适时收集图像储于计算机。在存储图像时，CCD器件可以采 取录像模式和抓拍模式，抓拍模式属于低速拍照，可以设置拍照间隔时间。在低速检测 时，检测盘旋转角度范围与旋转速度决定旋转时间，旋转时间决定录像时间，保证一一 对应。高速检测时，由于拍摄速度既定，旋转范围既定，由此决定旋转速度。所述检测方法中包含图像灰度提取算法，灰度与角度对应，灰度极小值求解， 输出光轴或透振方向角度，具体过程如下第一步，图像读取；第二步，图像对应光轴标定；光轴标定是根据测量范围和精度设定的，例如要测量的光轴预期是7.5°，则产 生的标定应该以7.5°为中心，往两侧扩展，如果需要测量精度为0.1°，则扩展时两个 数据间隔为0.1°，如表1，要求测量准确到0.1°的范围是在7-8°之间，整个测量判断 区间在1-14°，表中19个数据将会和每一幅图像对应。表1预期为光轴为7.5°元件的定标数据[0022]
权利要求1.一种偏振特性元器件的光轴角度检测装置，其特征在于包括光源、起偏偏振片、 检测平台和旋转平台、检偏偏振片、滤光片、镜头和CCD器件，所述在卤素灯光源产生 的入射光线方向上依次同轴设置起偏偏振片、装有待测偏振特性元器件的检测平台和旋 转平台、检偏偏振片、滤光片、镜头和CCD器件。
2.根据权利要求1所述的偏振特性元器件的光轴角度检测装置，其特征在于，所述光 源为卤素灯光源。
3.根据权利要求1或2所述的偏振特性元器件的光轴角度检测装置，其特征在于，所 述旋转平台旋转精度为0.Γ。
专利摘要本实用新型公开了一种快速、精确测量偏振特性元器件的光轴角度检测装置，该装置是在卤素灯光源产生的入射光线方向上依次同轴设置起偏偏振片、装有待测偏振特性元器件的检测平台和旋转平台、检偏偏振片、滤光片、镜头和CCD器件。该装置的工作过程为由光源、起偏偏振片产生一线偏振光，经过待测偏振特性元器件；旋转待测偏振特性元器件使其与起偏偏振片形成不同角度；通过CCD器件实时记录不同夹角的透射光强图像，记录的图像与旋转夹角一一对应，提取每一幅图像的平均灰度值，求出灰度极小值所对应的待测偏振特性元器件旋转角度，此角度即为光轴角。
文档编号G01B11/26GK201795784SQ201020516938
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者单云强, 唐守平, 李文斌 申请人:无锡市奥达光电子有限责任公司