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散射测量装置和散射角测量方法

阅读:1027发布:2020-08-28

专利汇可以提供散射测量装置和散射角测量方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 申请 公开了一种散射 角 测量装置,该散射角测量装置包括: 激光器 ,用于向待测件发射光线,以得到所述光线经过所述待测件后形成的散射光; 信号 采集单元,用于在所述光线的入射平面内移动,以采集所述入射平面内的多个散射方向上的所述散射光;处理单元,用于根据所述多个散射方向上的散射光强,确定所述待测件的散射角。因此,信号采集单元通过在入射平面内的多个散射方向上移动从而采集各个散射方向上的散射光,并由处理单元根据该信号采集单元采集到的该多个散射方向上的散射光强计算该待测件的散射角。由于该信号采集单元可以在入射平面内进行移动,因此仅需要一个信号采集单元就能够采集到各个散射方向上的散射光,大大降低了测量装置的成本。,下面是散射测量装置和散射角测量方法专利的具体信息内容。

1.一种散射测量装置,其特征在于,所述散射角测量装置包括:
激光器,用于向待测件发射光线,以得到所述光线经过所述待测件后形成的散射光;
信号采集单元,用于在所述光线的入射平面内移动,以采集所述入射平面内的多个散射方向上的所述散射光;
处理单元,用于根据所述多个散射方向上的散射光强,确定所述待测件的散射角。
2.根据权利要求1所述的散射角测量装置,其特征在于,所述信号采集单元具体用于:
在所述入射平面内,以所述光线在所述待测件上的入射点为中心旋转,以采集所述多个散射方向上的所述散射光。
3.根据权利要求1或2所述的散射角测量装置,其特征在于,所述多个散射方向包括入射方向和位于所述入射方向一侧的N个散射方向,所述N个散射方向中的第i个散射方向与所述入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与所述入射方向之间的夹角,1≤i≤N,其中,所述处理单元具体用于:
若所述入射方向以及第1个散射方向至第M1个散射方向上的散射光强之和,与所述多个散射方向上的散射光强总和的比值达到预设值,则确定所述第M1个散射方向与所述入射方向之间的夹角为所述待测件的散射角,1≤M1≤N。
4.根据权利要求1或2所述的散射角测量装置,其特征在于,所述多个散射方向包括入射方向、以及关于所述入射方向对称的位于所述入射方向的第一侧的N个散射方向和位于所述入射方向的第二侧的N个散射方向,所述第一侧的N散射方向中的第i个散射方向与所述入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与所述入射方向之间的夹角,所述第二侧的N个散射方向中的第i个散射方向与所述入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与所述入射方向之间的夹角,1≤i≤N,
其中,所述处理单元具体用于:
若所述入射方向、所述第一侧的第1个散射方向至第M2个散射方向、以及所述第二侧的第1个散射方向至所述第M2个散射方向上的散射光强之和,与所述多个散射方向上的散射光强总和的比值达到预设值,则确定所述第M2个散射方向与所述入射方向之间的夹角为所述待测件的散射角,1≤M2≤N。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的散射角测量装置,其特征在于,所述散射角测量装置还包括执行单元,所述信号采集单元设置在所述执行单元上,所述执行单元用于带动所述信号采集单元在所述入射平面内移动,以采集所述多个散射方向上的所述散射光。
6.根据权利要求5所述的散射角测量装置,其特征在于,在所述信号采集单元采集所述多个散射方向上的所述散射光之前,所述执行单元还用于:
带动所述信号采集单元移动至所述光线的入射方向上,所述信号采集单元在所述入射方向上的位置为所述信号采集单元在所述入射平面内移动的起始位置。
7.根据权利要求5或6所述的散射角测量装置,其特征在于,所述执行单元包括旋转轴和旋转臂,所述信号采集单元设置在所述旋转臂上,
所述旋转臂用于围绕所述旋转轴的轴线进行旋转,以带动所述旋转臂上的所述信号采集单元在所述入射平面内以所述光线在所述待测件上的入射点为中心旋转,以采集所述多个散射方向上的所述散射光。
8.根据权利要求7所述的散射角测量装置,其特征在于,所述旋转轴与所述入射平面垂直,所述旋转臂为直角臂,所述直角臂的一个直角边与所述旋转轴连接且垂直与所述旋转轴,所述直角臂的另一个直角边与所述旋转轴平行,所述信号采集单元设置在与所述旋转轴平行的直角边上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的散射角测量装置,其特征在于,所述信号采集单元包括一个光电传感器,所述光电传感器用于在所述入射平面内移动,以采集所述多个散射方向上的所述散射光,并将所述多个散射方向上的所述散射光的光信号转化为电信号
10.根据权利要求1至8中任一项所述的散射角测量装置,其特征在于,所述信号采集单元包括一个光纤传感器,所述光纤传感器用于在所述入射平面内移动,以采集所述多个散射方向上的所述散射光,并将所述多个散射方向上的所述散射光的光信号转化为电信号,并且对所述多个散射方向上的所述散射光进行光谱分析。
11.根据权利要求9或10所述的散射角测量装置,其特征在于,所述散射角测量装置还包括与所述信号采集单元相连的数据采集卡,所述数据采集卡用于从所述信号采集单元获取所述多个散射方向上的所述散射光的电信号,并将所述多个散射方向上的所述散射光的电信号发送给所述处理单元。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的散射角测量装置,其特征在于,所述光线的所述入射方向与所述待测件的表面垂直。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的散射角测量装置,其特征在于,所述待测件为有机高分子材料或有机发光二极管OLED屏。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的散射角测量装置,其特征在于,所述处理单元还用于:
根据所述待测件的散射角,确定所述待测件的材料性能。
15.根据权利要求14所述的散射角测量装置,其特征在于,所述处理单元具体用于:
若所述待测件的散射角小于预设阈值,则确定所述待测件的材料性能为合格。
16.一种散射角测量方法,其特征在于,所述方法由散射角测量装置执行,所述散射角测量装置包括激光器、信号采集单元和处理单元,所述方法包括:
激光器向待测件发射光线,以得到所述光线经过所述待测件后形成的散射光;
信号采集单元在所述光线的入射平面内移动,以采集所述入射平面内的多个散射方向上的所述散射光;
处理单元根据所述多个散射方向上的散射光强,确定所述待测件的散射角。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述信号采集单元在所述光线的入射平面内移动,以采集所述入射平面内的多个散射方向上的所述散射光,包括:
所述信号采集单元在所述入射平面内,以所述光线在所述待测件上的入射点为中心旋转,以采集所述多个散射方向上的所述散射光。
18.根据权利要求16或17所述的方法,其特征在于,所述多个散射方向包括入射方向和位于所述入射方向一侧的N个散射方向,所述N个散射方向中的第i个散射方向与所述入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与所述入射方向之间的夹角,1≤i≤N,其中,所述处理单元根据所述多个散射方向上的散射光强,确定所述待测件的散射角,包括:
若所述入射方向以及第1个散射方向至第M1个散射方向上的散射光强之和,与所述多个散射方向上的散射光强总和的比值达到预设值,则确定所述第M1个散射方向与所述入射方向之间的夹角为所述待测件的散射角,1≤M1≤N。
19.根据权利要求16或17所述的方法,其特征在于,所述多个散射方向包括入射方向以及关于所述入射方向对称的位于所述入射方向的第一侧的N个散射方向和位于所述入射方向的第二侧的N个散射方向,所述第一侧的N散射方向中的第i个散射方向与所述入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与所述入射方向之间的夹角,所述第二侧的N个散射方向中的第i个散射方向与所述入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与所述入射方向之间的夹角,1≤i≤N,
其中,所述处理单元根据所述多个散射方向上的散射光强,确定所述待测件的散射角,包括:
若所述入射方向、所述第一侧的第1个散射方向至第M2个散射方向、以及所述第二侧的第1个散射方向至所述第M2个散射方向上的散射光强之和,与所述多个散射方向上的散射光强总和的比值达到预设值,则确定所述第M2个散射方向与所述入射方向之间的夹角为所述待测件的散射角,1≤M2≤N。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法,其特征在于,所述信号采集单元包括一个光电传感器,
所述信号采集单元在所述光线的入射平面内移动,以采集所述入射平面内的多个散射方向上的所述散射光,包括:
所述光电传感器在所述入射平面内移动,以采集所述多个散射方向上的所述散射光,并将所述多个散射方向上的所述散射光的光信号转化为电信号。
21.根据权利要求16至19中任一项所述的方法,其特征在于,所述信号采集单元包括一个光纤传感器,
所述信号采集单元在所述光线的入射平面内移动,以采集所述入射平面内的多个散射方向上的所述散射光,包括:
所述光纤传感器在所述入射平面内移动,以采集所述多个散射方向上的所述散射光,并将所述多个散射方向上的所述散射光的光信号转化为电信号,并且对所述多个散射方向上的所述散射光进行光谱分析。
22.根据权利要求20或21所述的方法,其特征在于,所述散射角测量装置还包括与所述信号采集单元相连的数据采集卡,所述方法还包括:
所述数据采集卡从所述信号采集单元获取所述多个散射方向上的所述散射光的电信号,并将所述多个散射方向上的所述散射光的电信号发送给所述处理单元。
23.根据权利要求16至22中任一项所述的方法,其特征在于,所述光线的所述入射方向与所述待测件的表面垂直。
24.根据权利要求16至23中任一项所述的方法,其特征在于,所述待测件为有机高分子材料或有机发光二极管OLED屏。
25.根据权利要求16至24中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述处理单元根据所述待测件的散射角,确定所述待测件的材料性能。
26.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,所述处理单元根据所述待测件的散射角,确定所述待测件的材料性能,包括:
若所述待测件的散射角小于预设阈值,所述处理单元确定所述待测件的材料性能为合格。

说明书全文

散射测量装置和散射角测量方法

技术领域

[0001] 本申请涉及光学测量领域,并且更具体地,涉及一种散射角测量装置和散射角测量方法。

背景技术

[0002] 光散射现象可以用于检测材料的分子结构形态、高分子溶液结晶、吸附等微观现象,在物理、生物、化学、气象等许多方面的研究中得到广泛应用。光线透过被测样品后会发生散射,所形成的散射角通常需要专用的测量装置。但目前的散射角测量装置通常需要使用大量的光电探测器件,结构较为复杂,装置成本较高。发明内容
[0003] 本申请实施例提供了一种散射角测量装置和散射角测量方法,能够降低散射角测量装置的复杂度,降低散射角测量装置的成本。
[0004] 第一方面,提供了一种散射角测量装置,所述散射角测量装置包括:激光器,用于向待测件发射光线,以得到所述光线经过所述待测件后形成的散射光;信号采集单元,用于在所述光线的入射平面内移动,以采集所述入射平面内的多个散射方向上的所述散射光;处理单元,用于根据所述多个散射方向上的散射光强,确定所述待测件的散射角。
[0005] 因此,该散射角测量装置中的信号采集单元通过在入射平面内的多个散射方向上移动从而采集各个散射方向上的散射光,并由处理单元根据该信号采集单元采集到的该多个散射方向上的散射光强,计算该待测件的散射角。由于该信号采集单元可以在入射平面内进行移动,因此仅需要一个信号采集单元就能够采集到各个散射方向上的散射光,大大降低了测量装置的成本。
[0006] 结合第一方面,在第一方面的一种可能的实现方式中,所述信号采集单元具体用于:在所述入射平面内,以所述光线在所述待测件上的入射点为中心旋转,以采集所述多个散射方向上的所述散射光。
[0007] 结合第一方面或上述任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述多个散射方向包括入射方向和位于所述入射方向一侧的N个散射方向,所述N个散射方向中的第i个散射方向与所述入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与所述入射方向之间的夹角,1≤i≤N。
[0008] 其中,所述处理单元具体用于:若所述入射方向以及第1个散射方向至第M1个散射方向上的散射光强之和,与所述多个散射方向上的散射光强总和的比值达到预设值,则确定所述第M1个散射方向与所述入射方向之间的夹角为所述待测件的散射角,1≤M1≤N。
[0009] 结合第一方面或上述任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述多个散射方向包括入射方向以及关于所述入射方向对称的位于所述入射方向的第一侧的N个散射方向和位于所述入射方向的第二侧的N个散射方向,所述第一侧的N散射方向中的第i个散射方向与所述入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与所述入射方向之间的夹角,所述第二侧的N个散射方向中的第i个散射方向与所述入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与所述入射方向之间的夹角,1≤i≤N。
[0010] 其中,所述处理单元具体用于:若所述入射方向、所述第一侧的第1个散射方向至第M2个散射方向、以及所述第二侧的第1个散射方向至所述第M2个散射方向上的散射光强之和,与所述多个散射方向上的散射光强总和的比值达到预设值,则确定所述第M2个散射方向与所述入射方向之间的夹角为所述待测件的散射角,1≤M2≤N。
[0011] 结合第一方面或上述任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述散射角测量装置还包括执行单元,所述信号采集单元设置在所述执行单元上,所述执行单元用于带动所述信号采集单元在所述入射平面内移动,以采集所述多个散射方向上的所述散射光。
[0012] 结合第一方面或上述任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,在所述信号采集单元采集所述多个散射方向上的所述散射光之前,所述执行单元还用于:带动所述信号采集单元移动至所述光线的入射方向上,所述信号采集单元在所述入射方向上的位置为所述信号采集单元在所述入射平面内移动的起始位置。
[0013] 结合第一方面或上述任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述执行单元包括旋转轴和旋转臂,所述信号采集单元设置在所述旋转臂上,所述旋转臂用于围绕所述旋转轴旋转,以带动所述旋转臂上的所述信号采集单元在所述入射平面内以所述光线在所述待测件上的入射点为中心旋转,以采集所述多个散射方向上的所述散射光。
[0014] 结合第一方面或上述任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述旋转轴与所述入射平面垂直,所述旋转臂为直角臂,所述直角臂的一个直角边与所述旋转轴连接且垂直与所述旋转轴,所述直角臂的另一个直角边与所述旋转轴平行,所述信号采集单元设置在与所述旋转轴平行的直角边上。
[0015] 结合第一方面或上述任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述信号采集单元包括一个光电传感器,所述光电传感器用于在所述入射平面内移动,以采集所述多个散射方向上的所述散射光,并将所述多个散射方向上的所述散射光的光信号转化为电信号
[0016] 结合第一方面或上述任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述信号采集单元包括一个光纤传感器,所述光纤传感器用于在所述入射平面内移动,以采集所述多个散射方向上的所述散射光,并将所述多个散射方向上的所述散射光的光信号转化为电信号,并且对所述多个散射方向上的所述散射光进行光谱分析。
[0017] 结合第一方面或上述任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述散射角测量装置还包括与所述信号采集单元相连的数据采集卡,所述数据采集卡用于从所述信号采集单元获取所述多个散射方向上的所述散射光的电信号,并将所述多个散射方向上的所述散射光的电信号发送给所述处理单元。
[0018] 结合第一方面或上述任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述光线的所述入射方向与所述待测件的表面垂直。
[0019] 结合第一方面或上述任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述待测件为有机高分子材料或有机发光二极管OLED屏。
[0020] 结合第一方面或上述任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述处理单元还用于:根据所述待测件的散射角,确定所述待测件的材料性能。
[0021] 结合第一方面或上述任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述处理单元具体用于:若所述待测件的散射角小于预设阈值,则确定所述待测件的材料性能为合格。
[0022] 第二方面,提供了一种散射角测量方法,所述方法由散射角测量装置执行,所述散射角测量装置包括激光器、信号采集单元和处理单元,所述方法包括:激光器向待测件发射光线,以得到所述光线经过所述待测件后形成的散射光;信号采集单元在所述光线的入射平面内移动,以采集所述入射平面内的多个散射方向上的所述散射光;处理单元根据所述多个散射方向上的散射光强,确定所述待测件的散射角。
[0023] 因此,本申请实施例的散射角测量方法可以仅通过一个信号采集单元在入射平面内的多个散射方向上的移动,从而采集到各个散射方向上的散射光,并由处理单元根据该信号采集单元采集到的该多个散射方向上的散射光强,计算该待测件的散射角。由于该信号采集单元可以在入射平面内进行移动,因此仅需要一个信号采集单元就能够采集到各个散射方向上的散射光,大大降低了测量装置的成本。
[0024] 结合第二方面,在第二方面的一种可能的实现方式中,所述信号采集单元在所述光线的入射平面内移动,以采集所述入射平面内的多个散射方向上的散射光,包括:所述信号采集单元在所述入射平面内,以所述光线在所述待测件上的入射点为中心旋转,以采集所述多个散射方向上的所述散射光。
[0025] 结合第二方面或上述任一种可能的实现方式,在第二方面的另一种可能的实现方式中,所述多个散射方向包括入射方向和位于所述入射方向一侧的N个散射方向,所述N个散射方向中的第i个散射方向与所述入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与所述入射方向之间的夹角,1≤i≤N。
[0026] 其中,所述处理单元根据所述多个散射方向上的散射光强,确定所述待测件的散射角,包括:若所述入射方向以及第1个散射方向至第M1个散射方向上的散射光强之和,与所述多个散射方向上的散射光强总和的比值达到预设值,则确定所述第M1个散射方向与所述入射方向之间的夹角为所述待测件的散射角,1≤M1≤N。
[0027] 结合第二方面或上述任一种可能的实现方式,在第二方面的另一种可能的实现方式中,所述多个散射方向包括入射方向以及关于所述入射方向对称的位于所述入射方向的第一侧的N个散射方向和位于所述入射方向的第二侧的N个散射方向,所述第一侧的N散射方向中的第i个散射方向与所述入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与所述入射方向之间的夹角,所述第二侧的N个散射方向中的第i个散射方向与所述入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与所述入射方向之间的夹角,1≤i≤N。
[0028] 其中,所述处理单元根据所述多个散射方向上的散射光强,确定所述待测件的散射角,包括:若所述入射方向、所述第一侧的第1个散射方向至第M2个散射方向、以及所述第二侧的第1个散射方向至所述第M2个散射方向上的散射光强之和,与所述多个散射方向上的散射光强总和的比值达到预设值,则确定所述第M2个散射方向与所述入射方向之间的夹角为所述待测件的散射角,1≤M2≤N。
[0029] 结合第二方面或上述任一种可能的实现方式,在第二方面的另一种可能的实现方式中,在所述信号采集单元采集所述多个散射方向上的所述散射光之前,所述方法还包括:所述信号采集单元移动至所述光线的入射方向上,其中,所述信号采集单元在所述入射方向上的位置为所述信号采集单元在所述入射平面内移动的起始位置。
[0030] 结合第二方面或上述任一种可能的实现方式,在第二方面的另一种可能的实现方式中,所述信号采集单元包括一个光电传感器,所述信号采集单元在所述光线的入射平面内移动,以采集所述入射平面内的多个散射方向上的所述散射光,包括:所述光电传感器在所述入射平面内移动,以采集所述多个散射方向上的所述散射光,并将所述多个散射方向上的所述散射光的光信号转化为电信号。
[0031] 结合第二方面或上述任一种可能的实现方式,在第二方面的另一种可能的实现方式中,所述信号采集单元包括一个光纤传感器,所述信号采集单元在所述光线的入射平面内移动,以采集所述入射平面内的多个散射方向上的所述散射光,包括:所述光纤传感器在所述入射平面内移动,以采集所述多个散射方向上的所述散射光,并将所述多个散射方向上的所述散射光的光信号转化为电信号,并且对所述多个散射方向上的所述散射光进行光谱分析。
[0032] 结合第二方面或上述任一种可能的实现方式,在第二方面的另一种可能的实现方式中,所述散射角测量装置还包括与所述信号采集单元相连的数据采集卡,所述方法还包括:所述数据采集卡从所述信号采集单元获取所述多个散射方向上的所述散射光的电信号,并将所述多个散射方向上的所述散射光的电信号发送给所述处理单元。
[0033] 结合第二方面或上述任一种可能的实现方式,在第二方面的另一种可能的实现方式中,所述光线的所述入射方向与所述待测件的表面垂直。
[0034] 结合第二方面或上述任一种可能的实现方式,在第二方面的另一种可能的实现方式中,所述待测件为有机高分子材料或有机发光二极管OLED屏。
[0035] 结合第二方面或上述任一种可能的实现方式,在第二方面的另一种可能的实现方式中,所述方法还包括:所述处理单元根据所述待测件的散射角,确定所述待测件的材料性能。
[0036] 结合第二方面或上述任一种可能的实现方式,在第二方面的另一种可能的实现方式中,所述处理单元根据所述待测件的散射角,确定所述待测件的材料性能,包括:若所述待测件的散射角小于预设阈值,所述处理单元确定所述待测件的材料性能为合格。附图说明
[0037] 图1是本申请实施例中光线经过待测件后形成散射光的示意性框图
[0038] 图2是本申请实施例的散射角测量装置的示意图。
[0039] 图3是本申请实施例的测量散射角的示意图。
[0040] 图4是本申请实施例的测量散射角的示意图。
[0041] 图5是本申请实施例的执行单元的示意图。
[0042] 图6是本申请实施例的测量散射角的示意图。
[0043] 图7是本申请实施例的散射角测量结果的示意图。
[0044] 图8是本申请实施例的测量散射角的示意图。
[0045] 图9是本申请实施例的散射角测量结果的示意图。
[0046] 图10是本申请实施例的散射角测量装置的示意性框图。
[0047] 图11是本申请实施例的散射角测量装置的一种可能的结构图。
[0048] 图12是本申请实施例的散射角测量方法的示意性流程图

具体实施方式

[0049] 下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
[0050] 目前已有散射测量装置通常采用大量光电传感器构成传感器阵列,并通过多通道数据采集与处理得到不同位置的光强分布,或者采用大量光学透镜和光学成像器件采集光散射图像信息,并通过算法处理得到散射光的光强分布。虽然这些测量装置可以实现对待测件的散射角的测量,但其组通常较为复杂,需要大量元件,不仅增加了装置成本,并且测量精度也不高。
[0051] 为降低装置复杂度,本申请实施例提出了一种散射角测量装置,该散射角测量装置中可以仅包括一个信号采集单元例如仅包括一个光电传感器或光纤传感器,该信号采集单元通过在入射平面内的多个散射方向上移动从而采集各个散射方向上的散射光,并由处理单元根据该信号采集单元采集到的该多个散射方向上的散射光强,计算该待测件的散射角。由于该信号采集单元并非是固定的,而是可以在入射平面内进行移动,因此仅需要一个信号采集单元就能采集到多个散射方向上的散射光信号,降低了测量装置的成本。
[0052] 图1是本申请实施例中光线经过待测件后形成散射光的示意图。光源发出的光线入射至待测件时,由于激光电场的作用使待测件的材料产生极化,出现由外电场诱导而形成的偶极矩。由于激光电场是时间变量,故偶极矩也随时间变化而形成一个电磁波辐射源,由此产生散射光。图1中所示的角度θ即为该待测件的散射角,角度θ范围内的散射光强占该待测件的总散射光强的百分比需到达一定阈值例如90%。
[0053] 图2是本申请实施例的散射角测量装置的示意图。图2所示的装置200可以用于对待测件的散射角进行测量。可选地,该待测件可以是有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)显示屏、液晶显示屏(Liquid Crystal Display,LCD)或其他材料例如有机高分子材料等。该散射角测量装置200的外壳箱体可以均做发黑处理,以避免外界环境杂光对测量结果的影响。如图2所示,该散射角测量装置200可以包括激光器210、信号采集单元220和处理单元230,其中:
[0054] 激光器210,用于向待测件发射光线,以得到所述光线经过所述待测件后形成的散射光。
[0055] 信号采集单元220,用于在该光线的入射平面内移动,以采集该入射平面内的多个散射方向上的该散射光。
[0056] 处理单元230,用于根据该多个散射方向上的散射光强,确定该待测件的散射角。
[0057] 具体地,激光器210向待测件发射光线,该光线的入射方向可以与所述待测件的表面垂直。该光线经过待测件的散射后,形成例如图1所示的散射光。信号采集单元220可以在该光线的一个入射平面内移动,例如移动至该入射平面内的不同散射方向上,以采集该不同散射方向上的散射光。信号采集单元220采集各个散射方向上的散射光后,可以将该散射光的信息传递给处理单元230,从而处理单元230获取各个散射方向上的散射光强后,根据该多个散射方向上的散射光强,确定该待测件的散射角。
[0058] 在确定所述待测件的散射角之后,可选地,处理单元230还可以根据该待测件的散射角,确定该待测件的材料性能。
[0059] 由于待测件的材料性能例如分子结构、分子排列方式等不同时,该待测件对入射光线的散射能也不同,因此可以通过该待测件的散射角判定该待测件的材料性能。例如,以OLED显示屏为例,若待测的OLED显示屏的测量结果表明该OLED显示屏的散射角小于预设阈值,则可以认为该OLED显示屏是合格的,若该OLED显示屏的散射角大于该预设阈值,则可以认为该OLED显示屏是不合格的。
[0060] 目前已有的基于光散射原理的散射仪器中,信号采集单元总是设置在固定在特定的位置上,因此,为了采集多个散射方向的散射光时,就需要多个信号采集单元分别对不同散射方向的散射光进行采集,从而增加了装置结构的复杂度,提高了测量装置的成本。而本申请实施例中,散射角测量装置200中的信号采集单元220可以在入射光线的入射平面内按照一定规则进行移动,因此该散射角测量装置中可以仅设置一个信号采集单元,就能够通过该信号采集单元在该入射平面内的移动从而采集到该入射平面内的多个散射方向上的散射光,并且也不需要其他成像透镜等光学元件,因此大大降低了该散射角测量装置的成本。
[0061] 可选地,该散射角测量装置200还包括执行单元240,该信号采集单元220设置在该执行单元240上,该执行单元240用于带动该信号采集单元220在该入射平面内移动,以采集该多个散射方向上的散射光。
[0062] 该执行机构240带动信号采集单元220在该入射平面内移动时,信号采集单元220在该多个散射方向上分别进行散射光采集的采集点可以位于一条直线。例如图3所示,信号采集单元220可以在采集点1至采集点5上分别采集这五个散射方向上的散射光。
[0063] 这种方式下,信号采集单元220的运动轨仅为简单的直线运动,因此执行单元240的结构可以设计得较为简单。但是,考虑到散射光在传播过程中随传输路径的增加损耗也会增加。因此,图3中的采集点2和采集点4处采集到的散射光的光强损耗就会高于采集点1处采集到的散射光的光强损耗,同样,采集点3和采集点5处采集到的散射光的光强损耗就会高于采集点2和采集点4处采集到的散射光的光强损耗。考虑到不同采集点处采集到的散射光强的误差不同,可能会影响散射角的测量精度。
[0064] 因此,本申请实施例中,该执行机构240也可以带动该信号采集单元220在该入射平面内,以入射光线在待测件上的入射点为中心进行旋转,从而使得信号采集单元220能够采集该多个散射方向上的散射光。
[0065] 例如图4所示,信号采集单元220可以在采集点1至采集点5上分别采集这五个散射方向上的散射光。信号采集单元220以入射光线在待测件上的入射点为中心进行旋转,依次在到达每个采集点后采集该采集点所在的散射方向上的散射光。由于采集点1至采集点5中每个采集点距离该入射点A的距离相同,因此光传播路径上的损耗也相同。这种方式相比于图3所示的方式可以明显提高散射角的测量精度。
[0066] 为了使信号采集单元220能够以该入射点为中心旋转以采集该入射平面内的多个散射方向上的散射光,本申请实施例还提供了一种可能的执行单元240的结构。
[0067] 可选地,该执行单元240可以包括旋转轴和旋转臂,该信号采集单元220设置在该旋转臂上,该旋转臂用于围绕该旋转轴的轴线进行旋转,以带动该旋转臂上的该信号采集单元220在该入射平面内以该光线在该待测件上的入射点为中心旋转,以采集该多个散射方向上的散射光。
[0068] 例如,该执行单元240可以如图5所示。在图5中,该旋转轴与该入射平面垂直,该旋转臂为直角臂,该直角臂的一个直角边与该旋转轴连接且垂直于该旋转轴,该直角臂的另一个直角边与该旋转轴平行,该信号采集单元设置在与该旋转轴平行的直角边上。
[0069] 该旋转轴垂直于用于信号采集单元220移动以采集散射光的入射平面,该直角臂的一个直角边(记作第一直角边)垂直连接在该旋转轴上,使得该直角臂的另一个直角边(记作第二直角边)与该旋转轴平行,即该第二直角边也垂直与该入射平面。因此,只要将该信号采集单元220设置在第二直角边上,且将信号采集单元220设置该第二直角边与入射平面相交的位置,则该直角臂在旋转时,第二直角边就能够带动该信号采集单元220在该入射平面内的多个散射方向上移动。并且由于第一直角边的长度是固定,而第二直角边是以第一直角边为半径围绕旋转轴进行旋转的,因此,该第二直角边带动信号采集单元220移动至该入射平面内的各个散射方向上时,该信号采集单元220在各个散射方向上的采集点距离旋转轴的直线距离都是一样的。
[0070] 该直角臂的两个边可以一体成型,也可以通过其他连接件将这两个直角边垂直地连接在一起。本申请实施例中,该执行单元240还可以具有其他形式,只要能够带动信号采集单元220在该入射平面以入射点为中心进行旋转移动即可。
[0071] 还应理解,该旋转臂围绕该旋转轴的轴线进行旋转,可以通过不同的方式实现。例如,旋转臂和旋转轴之间可以固定连接,即旋转臂和旋转轴之间不存在相对运动,因此旋转轴在旋转时,会带动旋转臂一起旋转;或者,在散射光采集过程中,旋转轴也可以是固定不动的,而旋转臂可以围绕该固定的旋转轴进行旋转。本申请实施例对此并不做任何限定,能够实现该旋转臂围绕该旋转轴的轴线进行旋转即可,从而带动旋转臂上的信号采集单元在该入射平面内的不同角度方向上采集待测件的散射光。
[0072] 理想情况下,应使得入射光线在待测件上的入射点的位置,位于旋转轴所在的直线上,即图5中所示的待测件的表面与旋转轴位于同一高度。但实际操作中,由于待测件厚度可能导致光线在待测件表面上的入射点位置不同,或者由于旋转轴与载物台之间存在高度误差等原因,信号采集单元220可能并不是以入射点为中心旋转,而是仅以旋转轴为中心进行旋转。但应理解,只要旋转轴和光线入射点的位置之间的高度差在可接受的范围内,都能够近似认为信号采集单元220是围绕入射点进行旋转移动的,都是满足测量要求的。
[0073] 信号采集单元220可以在该入射平面内移动并采集多个散射方向上的散射光,可选地,该多个散射方向是某个预设角度内的多个散射方向,即该多个散射方向中每个散射方向与该入射方向之间的夹角均小于或等于该预设角度。信号采集单元220可以只采集该入射方向一侧的散射方向上的散射光,例如可以采集顺时针方向一侧的散射方向上的散射光或逆时针方向一侧的散射方向上的散射光;信号采集单元220也可以同时采集该入射方向两侧的散射方向上的散射光,例如可以采集顺时针方向一侧和逆时针方向一侧的散射方向上的散射光。下面结合图6和图7分别描述这两种方式。
[0074] 方式1
[0075] 例如图6所示,信号采集单元220采集的该多个散射方向包括入射方向和位于该入射方向一侧的N个散射方向,该N个散射方向中的第i个散射方向与该入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与该入射方向之间的夹角,1≤i≤N。
[0076] 其中,处理单元230具体用于:若该入射方向以及第1个散射方向至第M1个散射方向上的散射光强之和,与该多个散射方向上的散射光强总和的比值达到预设值,则确定该第M1个散射方向与该入射方向之间的夹角为该待测件的散射角,1≤M1≤N。
[0077] 假设该预设值为90%,第N个散射方向与入射方向之间的夹角是20°。信号采集单元220采集入射方向以及该N个散射方向上的散射光后,处理单元230可以根据这N个散射方向上的散射光强得到例如图7所示的散射光强分布图。处理单元230可以对N个散射方向中每个散射方对应的角度范围内的散射光强进行积分以得到积分光强。例如,第i个散射方向对应的积分光强包括入射方向以及第1个散射方向至第i个散射方向上的散射光强之和,第N个散射方向对应的积分光强即为全部散射方向上的散射光强总和。
[0078] 假设第M1个散射方向对应的积分光强占全部散射方向上的散射光强总和的百分比达到该预设值90%,则处理单元230则可以将第M1个散射方向与入射方向之间的夹角确定为该待测件的散射角。例如图7所示,第M1个散射方向与入射方向的夹角为13°,则该待测件的散射角为13°。
[0079] 方式2
[0080] 例如图8所示,信号采集单元220采集的该多个散射方向包括入射方向、以及关于该入射方向对称的位于该入射方向的第一侧的N个散射方向和位于该入射方向的第二侧的N个散射方向,该第一侧的N散射方向中的第i个散射方向与该入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与该入射方向之间的夹角,该第二侧的N个散射方向中的第i个散射方向与该入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与该入射方向之间的夹角,1≤i≤N。
[0081] 其中,处理单元230具体用于:若该入射方向、该第一侧的第1个散射方向至第M2个散射方向、以及该第二侧的第1个散射方向至该第M2个散射方向上的散射光强之和,与该多个散射方向上的散射光强总和的比值达到预设值,则确定该第M2个散射方向与该入射方向之间的夹角为该待测件的散射角,1≤M2≤N。
[0082] 假设该预设值为95%,第一侧的第N个散射方向与入射方向之间的夹角是20°,第二侧的第N个散射方向与入射方向之间的夹角是20°。信号采集单元220采集入射方向、第一侧的N个散射方向以及第二侧的N个散射方向上的散射光后,处理单元230可以根据信号采集单元220所采集的这些散射方向上的散射光强得到例如图9所示的散射光强分布图。
[0083] 处理单元230可以对这些散射方向中每个散射方对应的角度范围内的散射光强进行积分得到积分光强。例如,第i个散射方向对应的积分光强包括入射方向、第一侧的第1个散射方向至第i个散射方向上的散射光强、以及第二侧的第1个散射方向至第i个散射方向上的散射光强之和,第N个散射方向对应的积分光强即为全部散射方向上的散射光强总和。
[0084] 假设第一侧的第M2个散射方向至第二侧的第M2个散射方向之间的各个散射方向上的散射光强之和,占全部散射方向上的散射光强总和的百分比达到该预设值95%,则处理单元230则可以将第M2个散射方向与入射方向之间的夹角确定为该待测件的散射角。例如图9所示,第M2个散射方向与入射方向的夹角为14°,则该待测件的散射角为14°。
[0085] 应理解,本申请实施例中,信号采集单元220可以采集相互间隔为单位角度的多个散射方向上的散射光,即第i个散射方向和第i+1个散射方向之间相差该单位角度。该单位角度越小,表明信号采集单元220的各个方向上的采集点之间的密度越大,测量的该待测件的散射角越精确,通常,该单位角度例如可以小于1°。
[0086] 可选地,信号采集单元220包括一个光电传感器,该光电传感器用于在该入射平面内移动,以采集多个散射方向上的散射光,并将该多个散射方向上的散射光的光信号转化为电信号。该光电传感器中可以包括调理电路,用于将该散射光的光信号转化为电信号。
[0087] 或者,可选地,信号采集单元220包括一个光纤传感器,该光纤传感器用于在该入射平面内移动,以采集多个散射方向上的散射光,并将该多个散射方向上的散射光的光信号转化为电信号。并且,将该光电传感器替换成该光纤传感器后,可选地,该光纤传感器还可以对该多个散射方向上的散射光进行光谱分析,例如根据该待测件对不同波段的吸收确定该材料的分子结构、密度和分布等。
[0088] 激光器210可以发出具有某个特定波长的光线,或者发出具有一定波长范围的光线。当激光器210发出的光线的波长例如为532±10nm时,光电传感器的光谱响应范围应为可见光范围。当该信号采集单元220为一个光纤传感器时,该激光器210可以发出具有一定波长范围的入射光线。
[0089] 图10所示为散射角测量装置200的一种具体的示意性框图。可选地,如图10所示,该散射角测量装置200还可以包括与信号采集单元220相连的数据采集卡250,该数据采集卡250用于从信号采集单元220获取多个散射方向上的散射光的电信号,并将该多个散射方向上的散射光的电信号发送给处理单元230。优选地,该数据采集卡250采用高精度的数据采集卡,以提高散射角测量的精度。
[0090] 可选地,如图10所示,散射角测量装置200还可以包括电控单元260,电控单元260用于向执行单元240发送指令以控制执行单元240执行相应操作,从而带动设置于该执行单元240上的信号采集单元220在入射平面内的多个散射方向上移动以采集散射光。可以设置执行单元240中的旋转轴每次转动的单位角度,从而带动旋转臂上的信号采集单元220每次旋转该单位角度从而移动至下一个散射方向上。
[0091] 举例来说,图11是本申请实施例的散射角测量装置的一种可能的具体结构图。测试样品可以置于载物台上。在进行散射角检测之前,电控单元260可以控制执行单元240对信号采集单元220进行归零调整,例如将信号采集单元220调整至位于激光器210的入射方向上,作为起始的信号采集位置。打开激光器210,激光器210发出光线并垂直入射至该待测件表面从而产生散射光。信号采集单元220在执行单元240的带动下,在入射平面内以入射点为中心按照预定顺序旋转,从而采集该入射平面内的多个散射方向上的散射光。其中每采集一个方向上的散射光后,信号采集单元220可以将采集后的散射光信号转换为电信号并传递至数据采集卡250,数据采集卡250将接收到的光强数据发送至处理单元230,从而处理单元230发送指令并通过电控单元260带动执行单元240上的信号采集单元220旋转至下一个散射方向上。当信号采集单元220旋转至与入射方向呈预设角度的散射方向上时,停止散射光的采集,之后处理单元230进行数据处理、显示、存储等操作,从而得到待测件的散射角。
[0092] 上文中详细描述了根据本申请实施例的散射角测量装置,下面将结合图12描述根据本申请实施例的散射角测量方法,装置实施例所描述的技术特征适用于以下方法实施例。
[0093] 图12是本申请实施例的散射角测量方法的示意性流程图。图12所示的方法1200可以用于对待测件的散射角进行测量。可选地,该待测件可以是O LED显示屏、LCD显示屏或其他材料例如有机高分子材料等。该方法1200可以由散射角测量装置200执行,该散射角测量装置200可以包括激光器210、信号采集单元220和处理单元230。如图2所示,该方法1200可以包括以下部分或全部步骤。
[0094] 在1210中,激光器210向待测件发射光线,以得到该光线经过该待测件后形成的散射光。
[0095] 可选地,该光线的入射方向与该待测件的表面垂直。
[0096] 在1220中,信号采集单元220在该光线的入射平面内移动,以采集该入射平面内的多个散射方向上的该散射光。
[0097] 在1230中,处理单元230根据该多个散射方向上的散射光强,确定该待测件的散射角。
[0098] 因此,本申请实施例的散射角测量方法可以仅通过一个信号采集单元在入射平面内的多个散射方向上的移动,从而采集到各个散射方向上的散射光,并由处理单元根据该信号采集单元采集到的该多个散射方向上的散射光强,计算该待测件的散射角。由于该信号采集单元并非是固定在散射角测量装置中的,而是可以在入射平面内按照预定规则移动,因此仅需要一个信号采集单元就能够采集到多个散射方向上的散射光信号,大大降低了测量装置的成本。
[0099] 可选地,在1220中,该信号采集单元220在该光线的入射平面内移动,以采集该入射平面内的多个散射方向上的该散射光,包括:该信号采集单元220在该入射平面内,以该光线在该待测件上的入射点为中心旋转,以采集该多个散射方向上的该散射光。
[0100] 可选地,该多个散射方向包括入射方向和位于该入射方向一侧的N个散射方向,该N个散射方向中的第i个散射方向与该入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与该入射方向之间的夹角,1≤i≤N。
[0101] 其中,在1230中,该处理单元230根据该多个散射方向上的散射光强,确定该待测件的散射角,包括:若该入射方向以及第1个散射方向至第M1个散射方向上的散射光强之和,与该多个散射方向上的散射光强总和的比值达到预设值,则确定该第M1个散射方向与该入射方向之间的夹角为该待测件的散射角,1≤M1≤N。
[0102] 可选地,该多个散射方向包括入射方向以及关于该入射方向对称的位于该入射方向的第一侧的N个散射方向和位于该入射方向的第二侧的N个散射方向,该第一侧的N散射方向中的第i个散射方向与该入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与该入射方向之间的夹角,该第二侧的N个散射方向中的第i个散射方向与该入射方向之间的夹角小于第i+1个散射方向与该入射方向之间的夹角,1≤i≤N。
[0103] 其中,在1230中,该处理单元230根据该多个散射方向上的散射光强,确定该待测件的散射角,包括:若该入射方向、该第一侧的第1个散射方向至第M2个散射方向、以及该第二侧的第1个散射方向至该第M2个散射方向上的散射光强之和,与该多个散射方向上的散射光强总和的比值达到预设值,则确定该第M2个散射方向与该入射方向之间的夹角为该待测件的散射角,1≤M2≤N。
[0104] 可选地,该信号采集单元220包括一个光电传感器,在1220中,该信号采集单元220在该光线的入射平面内移动,以采集该入射平面内的多个散射方向上的该散射光,包括:该光电传感器在该入射平面内移动,以采集该多个散射方向上的该散射光,并将该多个散射方向上的该散射光的光信号转化为电信号。
[0105] 可选地,该信号采集单元220包括一个光纤传感器,在1220中,该信号采集单元220在该光线的入射平面内移动,以采集该入射平面内的多个散射方向上的该散射光,包括:该光纤传感器在该入射平面内移动,以采集该多个散射方向上的该散射光,并将该多个散射方向上的该散射光的光信号转化为电信号,并且对该多个散射方向上的该散射光进行光谱分析。
[0106] 可选地,该散射角侧脸装置200还包括与该信号采集单元220相连的数据采集卡,该方法还包括:该数据采集卡从该信号采集单元220获取该多个散射方向上的该散射光的电信号,并将该多个散射方向上的该散射光的电信号发送给该处理单元230。
[0107] 可选地,该方法还包括:该处理单元230根据该待测件的散射角,确定该待测件的材料性能。
[0108] 进一步地,可选地,该处理单元230根据该待测件的散射角,确定该待测件的材料性能,包括:若该待测件的散射角小于预设阈值,该处理单元230确定该待测件的材料性能为合格。
[0109] 可选地,在进行散射角测量之前,还可以对该信号采集单元220进行调零,即,使该信号采集单元220位于光线的入射方向上,之后再执行上述1210至1230。该信号采集单元220在入射方向上的位置即为信号采集单元220在入射平面内移动并进行散射光采集的起始位置。
[0110] 应理解,该散射角测量方法1200的相关描述可以参考前述对散射角测量装置200的相关描述,为了简洁,这里不再赘述。
[0111] 本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
[0112] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
[0113] 在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,该单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
[0114] 该作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0115] 另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个检测单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0116] 以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请实施例的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请实施例揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请适合私利的保护范围之内。因此,本申请实施例的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
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