光空间分布测量系统及方法

摘要

本发明实施例公开了一种光空间分布检测系统及方法。该系统包括测量模块和样品模块，其中：测量模块包括测量移动平台和亮度计，亮度计固定于测量移动平台，测量移动平台包括横向导轨和纵向导轨，横向导轨用于带动亮度计水平横向移动，纵向导轨用于带动亮度计水平纵向移动；样品模块包括样品夹具和样品移动平台，样品夹具固定于样品移动平台，样品移动平台包括水平转台和垂直转台，水平转台用于带动样品夹具水平旋转，垂直转台用于带动样品夹具垂直旋转。本发明实施例直接测量样品的亮度值，而并非根据距离平方反比定律换算到亮度值，并且测量时并未将面光源视为点光源，测量结果更精准，同时可以测量微小面积光源的光分布情况，适用范围更广。

说明书

技术领域

本发明涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种光空间分布测量系统及方法。

背景技术

目前业界Micro-LED光特性测量的技术极其有限，尤其是能够测量微米级尺度量级Micro-LED光电特性的设备尚属空白。传统的测量系统的缺点为：其测量照度值是按照距离平方反比定律换算到光强度的，E＝I/r^2；其缺点第一为所述测量效果不理想，距离平方反比定律失效，第二为将微显示屏视为点光源，第三为其仅仅适用于点光源测量需求的照明行业。

发明内容

本发明实施例提供一种光空间分布测量系统及方法，可以测量微小面积光源的光分布情况，适用范围更广。

第一方面，本发明实施例提供了一种光空间分布测量系统，包括测量模块和样品模块,其中：

所述测量模块包括测量移动平台和亮度计，所述亮度计固定于所述测量移动平台，所述测量移动平台包括横向导轨和纵向导轨，所述横向导轨用于带动所述亮度计水平横向移动，所述纵向导轨用于带动所述亮度计水平纵向移动；

所述样品模块包括样品夹具和样品移动平台，所述样品夹具固定于所述样品移动平台，所述样品移动平台包括水平转台和垂直转台，所述水平转台用于带动所述样品夹具水平旋转，所述垂直转台用于带动所述样品夹具垂直旋转。

可选的，在一个实施例中，光空间分布测量系统还包括测量平台，所述测量模块和所述样品模块固定于所述测量平台。

可选的，在一个实施例中，所述测量模块与所述样品模块水平设置，所述样品夹具固定于所述垂直转台。

可选的，在一个实施例中，所述测量移动平台还包括亮度计支架，所述亮度计支架用于带动所述亮度计垂直移动。

可选的，在一个实施例中，光空间分布测量系统还包括支架，所述测量模块通过所述支架固定于所述样品模块的上方。

可选的，在一个实施例中，所述样品移动平台还包括水平导轨，所述水平导轨固定于所述水平转台，所述垂直转台固定于所述水平导轨，所述垂直转台通过微调节杆在所述水平导轨上水平移动。

可选的，在一个实施例中，光空间分布测量系统还包括控制模块，所述控制模块连接所述测量模块和样品模块，用于根据用户的操作控制横向导轨、纵向导轨、水平转台和垂直转台。

可选的，在一个实施例中，光空间分布测量系统还包括激光校准模块，所述控制模块还用于根据预先存储的程序指令调用所述激光校准模块进行系统校准。

第二方面，本发明实施例还提供了一种光空间分布测量方法，包括

将待测样品固定于样品夹具；

通过测量移动平台移动亮度计使得亮度计取光面积包括待测样品上的待测光源；

通过水平转台和垂直转台带动样品夹具旋转以使得亮度计采集待测光源不同角度的亮度值，得到三维光空间分布数据；

根据所述三维光空间分布数据确定待测光源的测量亮度值。

本发明实施例提供的技术方案，包括测量模块和样品模块，测量模块包括测量移动平台和亮度计，样品模块包括样品夹具和样品移动平台，通过测量移动平台中的横向导轨和纵向导轨带动亮度计进行水平移动，以使得亮度计可以采集指定区域的亮度，通过样品移动平台中的水平转台和垂直转台带动样品夹具进行垂直旋转和水平旋转，以使得亮度计可以通过全部角度采集样品的亮度值，该系统可以直接测量样品的亮度值，而并非根据距离平方反比定律换算到亮度值，不存在距离平方反比定律失效导致测量偏差的情况，并且该系统测量时并未将面光源视为点光源，测量结果更精准，同时可以测量微小面积光源的光分布情况，适用范围更广。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种光空间分布测量系统结构示意图；

图2是本发明实施例二中的又一种空间分布测量系统结构示意图；

图3是本发明实施例二中的另一种空间分布测量系统结构示意图；

图4是本发明实施例三中的光空间分布测量方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一速度差值为第二速度差值，且类似地，可将第二速度差值称为第一速度差值。第一应用和第二应用两者都是应用，但其不是同一应用。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。需要说明的是，当部被称为“固定于”另一个部，它可以直接在另一个部上也可以存在居中的部。当一个部被认为是“连接”到另一个部，它可以是直接连接到另一个部或者可能同时存在居中部。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述，只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

本发明实施例一提供了一种光空间分布测量系统100，可以适用于面光源测量需求的显示行业，若对Micro-LED的光特性测量，具体的，如图1所示本实施例提供的光空间分布测量系统100包括测量模块10和样品模块20，其中：

所述测量模块10包括测量移动平台11和亮度计12，所述亮度计12固定于所述测量移动平台11，所述测量移动平台11包括横向导轨111和纵向导轨112，所述横向导轨111用于带动所述亮度计12水平横向移动，所述纵向导轨112用于带动所述亮度计12水平纵向移动。

亮度计12为亮度检测设备，用于直接测量亮度值，朝向样品模块设置。测量移动平台11为用于带动亮度计12进行水平移动的平台。可选的，横向导轨111、纵向导轨112和亮度计12间可以通过上下固定或侧面固定，但是需要确保可以通过横向导轨111和纵向导轨112带动亮度计12进行平行横向、纵向移动，且亮度计方向始终朝向样品模块。例如：测量移动平台11中可以将横向导轨111和纵向导轨112上下设置。示例性的，若横向导轨111和纵向导轨112上下固定，可以横向导轨111固定在纵向导轨112的上方，将亮度计12固定于横向导轨111侧方，还可以将纵向导轨112固定在横向导轨111的上方，将亮度计12固定于纵向导轨112上方(如图1所示)。可以理解的是上述仅为一种示例而非限定，实际可以自行根据各导轨的具体结构自行设置。

所述样品模块20包括样品夹具21和样品移动平台22，所述样品夹具21固定于所述样品移动平台22，所述样品移动平台22包括水平转台221和垂直转台222，所述水平转台221用于带动所述样品夹具21水平旋转，所述垂直转台222用于带动所述样品夹具21垂直旋转。

样品夹具21用于固定待检测的样品，其具体结构可以根据样品不同自行设置，其固定样品的方式可以包括通过磁力夹持、通过螺纹夹持等方式。样品移动平台22为用于带动样品夹具21进行旋转的平台，样品夹具21可以通过样品移动平台22进行水平旋转和垂直旋转，其中水平旋转表示样品夹具21以垂直轴心旋转，垂直旋转表示样品夹具以水平轴心旋转。更具体的，垂直轴心和水平轴心中，一个轴心平行于样品夹具21的表面(表面指用于固定待检测的样品的平面)，另一个轴心垂直于样品夹具21的表面，具体根据样品夹具21的固定方式确定(样品夹具21的固定方式包括水平固定和垂直固定)。

可选的，在一个实施例中，样品夹具21和样品移动平台22可拆卸连接，以实现根据不同待检测的样品更换不同的样品夹具21，以适应更多的应用场景，并且在样品夹具21出现损伤时可以快速更换。

在具体工作时，待检测样品通过样品夹具21固定于样品模块20，通过移动横向导轨111和纵向导轨112使得亮度计12的取光面积包括样品上的待测区域，点亮样品上的待测区域，可以通过垂直转台222带动样品进行360°旋转，可以通过水平转台221带动样品进行180°旋转，以从各个角度获取待测区域的亮度值，进而直接确定待测区域的整体亮度值。

本实施例提供了一种光空间分布测量系统，包括测量模块和样品模块，测量模块包括测量移动平台和亮度计，样品模块包括样品夹具和样品移动平台，通过测量移动平台中的横向导轨和纵向导轨带动亮度计进行水平移动，以使得亮度计可以采集指定区域的亮度，通过样品移动平台中的水平转台和垂直转台带动样品夹具进行垂直旋转和水平旋转，以使得亮度计可以通过全部角度采集样品的亮度值，该系统可以直接测量样品的亮度值，而并非根据距离平方反比定律换算到亮度值，不存在距离平方反比定律失效导致测量偏差的情况，并且该系统测量时并未将面光源视为点光源，测量结果更精准，同时可以测量微小面积光源的光分布情况，适用范围更广。

实施例二

本实施例在上一实施例的基础上提供了一种光空间分分布测量系统200，对实施例一中的部分内容作了进一步解释和补充，例如测量模块和样品模块的具体结构，具体包括图2和图3所示两种结构：

如图2所示，光空间分布测量系统还包括测量平台30，所述测量模块10和所述样品模块20固定于所述测量平台30，所述测量模块10与所述样品模块20水平设置，所述样品夹具21固定于所述垂直转台222，所述测量移动平台11还包括亮度计支架113，所述亮度计支架113用于带动所述亮度计12在垂直方向移动。

本实施例中，测量平台30用于固定测量模块10和样品模块20，以保证二者的相对位置准确。具体的，测量平台30上设置有多个定位孔，测量模块10和样品模块20通过固定件和定位孔配合实现固定。

本实施例中测量模块10与样品模块20水平设置，样品夹具21垂直设置(初始位置时样品夹具21中用于固定样品的平面保持垂直)，且固定在垂直转台222上，垂直转台222固定在水平转台221上，与之对应的纵向导轨112固定在横向导轨111的上方，亮度计12通过亮度计支架113固定在纵向导轨112上，亮度计12的测量方向正对样品夹具21。

在实际使用时，测量模块10和样品模块20固定在测量平台30上，横向导轨111、纵向导轨112和亮度计支架113通过调整亮度计12的空间位置以调整亮度计12的测量范围，垂直转台222直接带动样品夹具21绕样品夹具21的轴心旋转，水平转台221带动垂直转台222绕固定的垂直轴心旋转，以调整样品夹具21和亮度计12之间的角度进行不同角度的测量。

更具体的，如图2所示，样品移动平台22还包括水平导轨223，所述水平导轨223固定于所述水平转台221，所述垂直转台222固定于所述水平导轨223，所述垂直转台222通过微调节杆在所述水平导轨223上水平移动。在基于图2所示的光空间分布测量系统实际测量时，由于样品移动平台22的旋转动作会导致样品夹具21与亮度计12的距离发生微小变化，这对检测结果有所干扰，而通过调整亮度计12的位置去保证距离一致过程繁琐，且操作误差较大，因此进一步提供了水平导轨223，水平导轨223上设置有微调节杆，可以调整垂直转台222在水平导轨223上的位置，这样在水平转台221内发生旋转运动时测量模块10和样品模块20之间的距离是不变的，调整方便，且操作误差小。

可选的，在一个实施例中，如图3所示，光空间分布测量系统还包括测量平台30和支架40，所述测量模块10和所述样品模块20固定于所述测量平台30，所述测量模块10通过所述支架40固定于所述样品模块20的上方。

图3实施例与图2实施例的区别在于，图2中测量模块10和样品模块20是水平设置的，而图2中测量模块10和样品模块20是竖直设置的。在图3所示光空间分布测量系统中，样品夹具21水平设置(初始位置时样品夹具21中用于固定样品的平面保持水平)，且固定在水平转台221上，水平转台221固定在垂直转台222上，水平转台221的旋转轴心(垂直轴心)与样品夹具21的表面垂直，垂直转台222的旋转轴心(水平轴心)经过样品夹具21的表面。与之对应的，纵向导轨112固定在横向导轨111的下方，亮度计12固定在纵向导轨112的下方，亮度计12的测量方向正对样品夹具21。

在实际使用时，横向导轨111和纵向导轨112调整亮度计12的水平位置以调整亮度计12的测量范围，而亮度计12和样品夹具21之间的距离是不变的，水平转台221直接带动样品夹具21绕样品夹具21的轴心旋转，垂直转台222带动水平转台221绕固定的水平轴心旋转，以调整样品夹具21和亮度计12之间的角度进行不同角度的测量。

可选的，在一个实施例中，光空间分布测量系统还包括控制模块，所述控制模块连接所述测量模块10和样品模块20，用于根据用户的操作控制横向导轨111、纵向导轨112、水平转台221和垂直转台222。具体的，控制模块包括输入装置，通过输入装置获取用户的操作，还包括传输模块，通过有线或无线的方式根据用户的操作向测量模块10和样品模块20发送控制信号，以控制横向导轨111、纵向导轨112、水平转台221和垂直转台222进行运动。

更具体的，在一个实施例中，光空间分布测量系统还包括激光校准模块，所述控制模块还用于根据预先存储的程序指令调用所述激光校准模块进行系统校准。样品固定在样品夹具21上难以固定到一个准确的位置，如果不能保证样品与亮度计12的位置关系正确，会对测量结果造成不利影响，因此本实施例进一步提供了激光校准模块用于对亮度计12和样品的位置进行系统校准，具体的，激光校准模块可以包括设置在亮度计12上的激光发射单元和设置在样品夹具21上的激光接收单元，根据激光发射、接收情况调整亮度计12和样品夹具21之间的相对位置，以确保亮度计12的检测范围准确包括样品上的待测区域，以减少误差。进一步的，为了简化操作，可以将能够自动调用激光校准模块进行校准的程序预先写入控制模块，以实现在需要进行系统校准时，由控制模块自行控制激光校准模块完成系统校准。

可选的，在一个实施例中，关于样品夹具的具体结构可以包括：所述样品夹具包括夹具板和固定件，所述夹具板上设置有螺丝孔，所述固定件通过所述螺丝孔将样品固定于所述夹具板。

由于本发明针对的显示行业的发光器件进行光空间分布检测，例如对Micro-LED模组进行的检测，待检测的样品多为板状，因此可以设计为前后夹紧的方式固定样品，具体可以为将样品放置在设有螺丝孔的夹具板上，再将固定件部分覆盖在样品上，通过螺丝孔将夹具板和固定件紧贴，以实现样品的固定。

更具体的，在一个实施例中，亮度计12采用柯尼卡美能达公司的型号为CA-P410H显示器彩色分析器，测量口径为直径10mm的高亮度测量探头。

本实施例提供了一种光空间分布检测系统，进一步提供了将测量模块和样品模块水平设置和垂直设置的两种具体结构，并进一步提供了用于控制测量模块和样品模块完成检测的控制模块，以及用于完成系统校准的激光校准模块，能够以多种形式实现直接对面光源亮度值的高精度测量，不受距离平方反比定律限制，并且通过激光校准模块准确保障样品和亮度计的相对位置正确，避免位置偏差导致的测量误差。

实施例三

本发明实施例三提供了一种光空间分布检测方法，其可以基于本发明任一实施例提供的光空间分布检测系统实现，如图4所示，该方法包括：

S310、将待测样品固定于样品夹具。

样品可以通过人工固定的方式固定到样品夹具上。

可选的，在一个实施例中，在步骤S310之后，还包括用于校准样品位置的步骤S350(图未示)：

S350、通过激光校准模块对样品在样品夹具上的位置进行校准，以保证样品在样品夹具上的位置准确、姿态平整。

S320、通过测量移动平台移动亮度计使得亮度计取光面积包括待测样品上的待测光源。

测量移动平台中的横向导轨和纵向导轨根据用户的操作运动，带动亮度计移动，使得亮度计到达预设位置，预设位置为亮度计取光面积包括待测样品上的待测光源的位置。

S330、通过水平转台和垂直转台带动样品夹具旋转以使得亮度计采集待测光源不同角度的亮度值，得到三维光空间分布数据。

当亮度计位置调整完毕后，用户可以通过操作控制样品移动平台上的水平转台和垂直转台运行，以通过样品夹具带动样品进行三维旋转，样品在旋转时亮度计会时刻采集待测光源的亮度值，得到待测光源不同角度的亮度值，根据待测光源不同角度的亮度值可以得到对应的三维光空间分布数据。

S340、根据所述三维光空间分布数据确定待测光源的测量亮度值。

根据三维光空间分布数据可以确定待测光源在各个角度的亮度值，进而直接确定待测光源的整体亮度值，作为待测光源的测量亮度值。

本实施例提供了一种光空间分布测量方法，基于光空间分布测量系统完成，可以直接测量样品的亮度值，而并非根据距离平方反比定律换算到亮度值，并且测量时并未将面光源视为点光源，测量结果更精准，同时可以测量微小面积光源的光分布情况，适用范围更广。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。