一种发光角度的测量装置及测量方法与流程

1.本发明属于光源测试领域，特别涉及一种发光角度的测量装置及测量方法。


背景技术：

2.不管是在照明、背光、显示领域，还是用于消毒杀菌的健康领域，对发光器件亮度的追求是无止境的。在某些特殊应用的场景下，对发光器件的光出射角度有特别的要求。而影响发光器件亮度和光效等因素中，除外延、加工工艺外，发光器件的出光角度也是一重要影响因素。
3.目前的发光角度测量仪，因价格昂贵、操作方便性等因素，无法满足快捷、低成本检测，影响了特殊发光器件的大规模应用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种发光角度的测量装置及测量方法，能够快速、低成本且高精度地测量出发光器件的的发光角度。
5.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
6.本发明提供的了一种发光角度的测量装置，包括：
7.支座；
8.测试卡盘，转动安装在所述支座上；
9.定位件，一端固定连接于所述测试卡盘，且所述测试卡盘的旋转中心位于所述定位件的轴心线延长线上；
10.定位结构，连接于所述定位件的一端，所述定位结构容纳有被测件，且允许所述定位结构转动，且所述定位结构的旋转轴垂直于所述测试卡盘；以及
11.接收结构，位于所述定位结构中心的延长线上，且所述接收结构位于所述被测件射出光线的一侧。
12.在本发明一实施例中，所述接收结构包括：
13.感光传感器；以及
14.偏振器，位于所述定位结构和所述感光传感器之间。
15.在本发明一实施例中，所述感光传感器和所述定位结构的间距小于所述被测件发光距离的一半。
16.在本发明一实施例中，所述接收结构连接有调节结构，所述接收结构固定在所述调节结构上，且允许所述调节结构带动所述接收结构在垂直于所述定位件的方向上移动。
17.在本发明一实施例中，所述支座的一侧设置有凹部，所述凹部内固定有支撑台，且所述支撑台的侧壁与所述凹部的壁面贴合连接。
18.在本发明一实施例中，所述支撑台上安装有转轴，所述转轴连接于所述定位件的一端，且所述转轴和所述定位件同轴。
19.在本发明一实施例中，所述凹部关于所述转轴的轴心线对称。
20.在本发明一实施例中，所述支座上设置有定位槽，所述定位槽的中心线和所述凹部的中心线位于同一平面内。
21.在本发明一实施例中，所述定位件在所述支座上的投影位于所述定位槽内。
22.本发明还提供了一种发光角度的测量方法，使用如上所述的一种发光角度的测试装置，且所述发光角度的测量方法包括：
23.将被测件安装在定位结构中；
24.根据定位件在支座上的投影位置，调整所述定位件的位置，以使定位件和测试卡盘同轴设置；
25.将接收结构沿着垂直于所述定位件的方向移动，当所述被测件的光强达到预设强度时，根据此时所述被测件和所述接收结构的距离，将所述接收结构定位固定；
26.旋转所述测试卡盘，并获取所述接收结构测量到的光强值，当所述光强值为0，记录此时所述测试卡盘上的角度刻度，并作为第一角度；
27.当所述光强值大于0，记录此时所述测试卡盘上的角度刻度，并作为第二角度；以及
28.根据所述第一角度和所述第二角度的差值关系，确定所述被测件的发光角度。
29.如上所述，本发明提供了一种发光角度的测量装置及测量方法，能够快速测量出发光器件的发光角度、发光占比和发光分布情况，且成本低廉，可用于发光器件的大批量测量。通过本发明的发光角度测量装置及方法，能够在三维坐标系内实现对被测件的发光角度测量，测试效率高。且本发明的发光角度测量装置以定位件和测试卡盘以及定位结构的多重定心方式，实现了对被测件旋转位置的定心，装置的测试精度高，并有利于自动化测试。
30.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
31.在此了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明所述测量装置的结构示意图。
33.图2为本发明一实施例中支座和支撑台的侧视图。
34.图3为本发明另一实施例中支座和支撑台的侧视图。
35.图4为支座的俯视结构示意图。
36.图5为接收结构的示意图。
37.图6为定位结构的示意图。
38.图7为本发明一实施例中定位结构和定位件的连接结构示意图。
39.图8为本发明所述发光角度的测量方法的流程图。
40.标号说明：1、被测件；11、封装体；111、透镜；100、支座；1001、凹部；1002、定位弧面；1003、外弧面；1004、定位槽；101、支撑台；102、肋板；1021、限位槽；103、支板；104、电机；1041、转轴；105、检测传感器；200、测试卡盘；201、安装孔；300、定位件；301、夹板；302、固定
螺栓；3021、螺栓头；400、接收结构；401、感光传感器；4011、偏振器；402、套筒；4021、凸台；4022、固定板；4023、通孔；403、支架；500、定位结构；501、夹圈；5011、第一夹圈；5012、第二夹圈；502、耳板；5021、第一耳板；5022、第二耳板；600、调节结构；601、立杆；602、滑块；700、显示设备；800、电源设备；900、底板。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
42.随着全世界对能源、环境以及安全方面的重视，新能源新材料的重要性也在逐渐上升。其中，氮化镓(gan)基的发光二极管具有安全、节能、环保、寿命长等特点，其应用也得到了广泛的关注。发光二极管不管是应用在照明、背光、显示领域，还是用于消毒杀菌的健康领域，对亮度的追求是无止境的。而影响发光二极管芯片或灯珠亮度的因素，除外延、加工工艺外，产品的出光角度也是一重要影响因素。本发明所提供的发光测量装置和发光测试系统，应用于发光器件，例如发光二极管芯片，进行发光角度测试，使发光器件能适用于多种特殊场景的应用。本发明可应用于发光二极管的发光角度测试，以提升发光二极管出厂发光角度的合格性。
43.本发明所提供的发光测量装置可应用于有机发光二极管(organic light-emitting diode，oled)、无机发光二极管、有源矩阵有机发光二极体面板(active matrix/organic light emitting diode，amoled)、次毫米发光二极管(mini light-emitting diode，mini led)、微米发光二极管(micro light-emitting diod，micro led)等发光二极管的发光角度测量。并且本发明所提供的发光测量装置可应用于多种不同发光层材质的发光二极管，例如应用于氮化铝镓(algan)基的深紫外发光二极管，以提升其在杀菌消毒方面的效果。
44.请参阅图1所示，本发明提供了一种发光角度的测量装置，所述发光角度测量装置包括支座100、测试卡盘200、定位件300、接收结构400。其中，测试卡盘200转动安装在支座100上。定位件300的一端固定连接于测试卡盘200，另一端连接有被测件1。测试卡盘200可以在支座100上旋转任意角度，并带动定位件300和被测件1进行旋转，从而改变被测件1的光线出射位置。其中，定位件300的回转和测试卡盘200的旋转为同轴转动，从使被测件1和测试卡盘200同轴旋转，以确保被测件1的发光角度可以被测试卡盘200有效测量。其中，定位件300的一端固定在测试卡盘200上，另一端固定被测件1。其中，接收结构400悬空设置在被测件1上，在被测件1随着测试卡盘200转动的过程中，接收结构400接收被测件1的发出光线，以测量被测件1的发光强度，从而配合测试卡盘200的旋转确定被测件1的发光角度。
45.请参阅图1和图2所示，在本发明一实施例中，支座100一侧设置有凹部1001，凹部1001上安装有支撑台101。定位件300的一端转动连接于支撑台101，且转动连接方式例如是滚动轴承连接。支撑台101的一侧连接有肋板102，且肋板102固定于支座100上，以稳定支撑台101。在本实施例中，肋板102为梯形，以辅助提升支撑台101的承载稳定性和测试卡盘200的转动精确度的，并能具备较小的面积，以便于安装。其中，肋板102上设置有限位槽1021，
且测试卡盘200转动连接在限位槽1021内。其中，定位件300垂直于支座100，测试卡盘200与支撑台101的侧壁平行，以确保测试卡盘200旋转时，测试卡盘200的跳动度小，从而提升对被测件1发光角度的测量精度。其中，测试卡盘200滑动连接于限位槽1021的底壁，以提升测试卡盘200转动时的稳定性。在本实施例中，可以手控转动测试卡盘200，在限位槽1021和定位件300的限制下，能够在快速调节被测件1发光范围的同时，确保被测件1转动的稳定性，确保接收结构400能稳定接收被测件1发出的光线。其中，测试卡盘200上设置有角度刻度，且最小角度刻度小于例如1
°
。
46.请参阅图1和图3所示，在本发明另一实施例中，支撑台101的一侧固定连接有支板103，且支板103位于与肋板102相对的一侧。支板103上安装有电机104，电机104的转子端连接有转轴1041，且转轴1041穿过支撑台101与测试卡盘200固定连接。其中，支板103垂直于支撑台101，以确保转轴1041能垂直贯穿支撑台101，从而保障测试卡盘200的小跳动度回转。通过转轴1041带动测试卡盘200和转动件300转动，再带动被测件1转动，从而调整被测件1的发光范围。通过电机104带动被测件1进行回转，能确保转动的角度变化恒定，以利于接收结构400接收光线，检测精确度高。在本实施例中，测试卡盘200上设置有安装孔201，且转轴1041穿过安装孔201与转动件300连接。其中，转轴1041与测试卡盘200例如为焊接连接。转轴1041和定位件300可以进行同轴回转。其中，转轴1041和定位件300可以通过弹簧式联轴器、刚性连接轴器等结构连接，以确保转轴1041和定位件300能在紧凑的机械结构中，保持同轴回转，不发生错位，并不影响测试卡盘200的工作。
47.请参阅图1-图4所示，在本发明一实施例中，凹部1001为圆弧形，凹部1001关于转轴1041的中心线对称，以便于转轴1041和定位件300的同轴连接。凹部1001包括定位弧面1002。支撑台101的一侧与定位弧面1002贴合，以确保支撑台101的承载稳定性，并有利于转轴1041的定心。其中，如图4所示，支座100的侧壁面包括外弧面1003和定位弧面1002，定位弧面1002和外弧面1003的直径相等，且定位弧面1002的圆心位于外弧面1003的径向延长线上，以利于对支撑台101、测试卡盘200，以及定位件300进行定心。其中，测试卡盘200的圆心在支座100上的投影，位于支座100的直径线上，从而保证定位件300和测试卡盘200能同轴转动。其中，支撑台101的另一侧为平面，且平行于测试卡盘200，以利于支板103支撑电机104时，使转轴1041垂直于支撑台101，以利于测试卡盘200的转动稳定性。请参阅图2-图4所示，在本发明一实施例中，支座100的宽度大于等于支座100的半径，如图4所示，支座100的宽度为w1，支座100的半径为r，则w1≥r，以确保支座100具备足够的承载面积，以提升支座100的承载稳定性。其中，凹部1001的宽度大于支撑台101的宽度。如图4所示，凹部1001的宽度为d，支撑台101的宽度为d，则d≥d，以确保支座100对支撑台101能起到较好的定位作用。
48.请参阅图1-图4所示，在本发明一实施例中，支座100上设置有定位槽1004，定位槽1004的中心线和凹部1001的中心线位于同一平面内，以保证定位件300能根据定位槽1004校准径向跳动度。其中，定位件300在支座100上的投影位于定位槽1004内，定位件300的直径小于等于定位槽1004的宽度。在本实施例中，在定位槽1004内安装有检测传感器105，以检测定位件300是否位于测试卡盘200的中心，即定位件300和测试卡盘200是否为同轴心转动。当测试卡盘200带着定位件300转动时，定位件300的位置发生偏转，检测传感器105无法正常捕捉到定位件300的位置，能够判定定位件300在转动过程中是否在径向上发生位置偏转。其中，定位槽1004内安装有多个检测传感器105，且多个检测传感器105呈线性排列，多
个检测传感器105在定位槽1004内呈等距分布。其中，定位件300在定位槽1004内的投影覆盖检测传感器105，以检测定位件300在各个位置上的偏离情况，从而第一时间捕捉定位件300的偏离情况，以利于对定位件300的位置调节或更换维修。
49.请参阅图1和图5所示，在本发明一实施例中，接收结构400包括感光传感器401，其中，感光传感器401悬空安装在被测件1上，且感光传感器401的接收端面向被测件1。其中，感光传感器401可以是照度计、积分球等等。在支座100上固定有指针202。当测试卡盘200开始旋转时，定位件300带动被测件1随着测试卡盘200一起旋转。在被测件1的旋转过程中，被测件1的发光范围是时刻在变化的，感光传感器401保持对光线的接收。以感光传感器401接收不到光线开始，记录此时指针202在测试卡盘200上指着的角度，并记录为第一角度。保持转动测试卡盘200，直到感光传感器401再次接收到光线时，记录此时指针202在测试卡盘200上指着的角度，并记录为第二角度。在旋转过程中，通过第一角度和第二角度的差值可以初步确定被测件1的发光范围和发光角度。
50.请参阅图1和图5所示，在本发明一实施例中，接收结构400还包括偏振器4011，且偏振器4011安装在被测件1和感光传感器401之间。其中，偏振器4011可以是偏振片或偏振棱镜，也可以是自动棱镜结构的偏振旋转系统。偏振器4011的偏振角度为例如45
°
～135
°
。被测件1的输出光线穿过偏振器4011时，部分被过滤，只留下特定方向上的输出光线到达感光传感器401，从而减少感光传感器401的数据处理量，提升感光传感器401的感光效率。
51.请参阅图1和图5所示，在本发明一实施例中，接收结构400包括套筒402，且套筒402的内壁上设置有凸台4021，感光传感器401安装在凸台4021上。偏振器4011安装在套筒402内，且感光传感器401安装在凸台4021的一侧，偏振器4011安装在凸台4021的另一侧。套筒402靠近偏振器4011的一端连接有固定板4022，且偏振器4011安装在固定板4022上。其中，套筒402和固定板4022可以通过螺钉连接(图中未显示)。其中，感光传感器401和偏振器4011的外部套有垫圈4012，垫圈4012与套筒402的内壁连接。垫圈4012可以是弹性垫圈，以稳定感光传感器401和偏振器4011的位置，并保护感光传感器401和偏振器4011。其中，固定板4022上设置有通孔4023，以让被测件1的光线通过。
52.请参阅图1、图4和图6所示，在本发明一实施例中，被测件1可以是发光芯片、发光灯珠和发光模组，例如。为容纳不同尺寸不同类型的被测件1，定位结构500包括封装体11，且封装体11为圆柱状，以便于封装体11的固定夹紧，且便于根据封装体11的圆柱面将封装体11定心。其中，被测件1安装在封装体11中，封装体11上安装有透镜111，以使被测件1的光线透过封装体11。定位件300的一端连接于测试卡盘200，另一端连接有定位结构500。定位结构500包括夹圈501和耳板502，耳板502连接在夹圈501的两侧，且连接同一夹圈501的两个耳板502之间形成有夹角α，其中，夹角α为例如30
°
～330
°
。其中，定位件300固定连接于夹圈501，以稳定地带动封装体11转动。本发明不限定夹圈501的数量，在本实施例中，夹圈501为例如2个，且2个夹圈501套接在封装体11外，2个夹圈501上的耳板502贴合，并通过螺栓等固定件将贴合的耳板502固定连接。夹圈501为弹性件，以便于调整夹圈501的大小，使其贴合被测件1。其中，夹圈501为环形结构。在本实施例中，夹圈501为半圆环形。在其他实施例中，夹圈501的截面也可以是例如1/3圆环形、1/4圆环形。多个夹圈501通过耳板502的连接，包围封装体11，以夹紧封装体11。
53.请参阅图1和图2所示，在本发明另一实施例中，定位结构500设置在定位件300的
一端，且定位结构500容纳被测件1。定位结构500可以跟随定位件300进行旋转，也可以在垂直于测试卡盘200的平面内进行转动。具体的，定位件300的一端连接有夹板301，夹板301有多个。在本实施例中，夹板301为例如2个，且两个所述夹板301关于定位件300的轴心线对称，以利于定位结构500的定心夹紧。在本实施例中，夹圈501为例如2个，且为第一夹圈5011和第二夹圈5012。第一夹圈5011的两侧连接有第一耳板5021，第二夹圈5012的两侧连接有第二耳板5022。在本实施例中，两个第一耳板5021位于同一平面内，两个第二耳板5022位于同一平面内，且第一耳板5021与第二耳板5022贴合。第一耳板5021和第二耳板5022连接在两个夹板301之间，且夹板301上、第一耳板5021上和第二耳板5022上设置有对应的螺孔，螺孔内连接有固定螺栓302。其中，固定螺栓302穿过夹板301和第一耳板5021、第二耳板5022，固定螺栓302的一端设置有螺栓头3021，以限位固定螺栓302。第一耳板5021和第二耳板5022可以在两个夹板301之间旋转，从而带动被测件1在垂直于测试卡盘200的平面内旋转，使被测件1的发光角度和范围发生改变，不仅可以用于对不同被测件1的位置的微调，还可以用于测量被测件1发光范围。
54.请参阅图1所示，在本发明一实施例中，所述发光角度测量装置包括调节结构600，调节结构600连接于接收结构400，且调节结构600可以带动接收结构400沿着平行于测试卡盘200的方向移动，以调节接收结构400和定位结构500之间的距离。具体的，调节结构600包括立杆601和滑块602，且滑块602套在立杆601上，并可沿着立杆601滑动。接收结构400包括支架403，且支架403连接于滑块602，以跟随滑块602沿着立杆601滑动。其中，立杆601和定位件300相互垂直。通过滑块602带动感光传感器401移动，从而调节感光传感器401和被测件1之间的距离，以使被测件1的光强被最大程度地接收和检测。滑块602上设置有螺孔，当滑块602移动到对应位置，通过螺栓等固定件拧紧滑块602。
55.请参阅图1所示，在本发明一实施例中，所述发光角度测量装置包括显示设备700和电源设备800，其中电源设备800电性连接于感光传感器401和被测件1，且电源设备800可提供例如10ma～1a的电流源。显示设备700电性连接于感光传感器401，以显示实时光强，从而让测试人员能根据显示数据灵活调节测试卡盘200的角度，并且便于测试人员追溯测量结果，校准测试数据。
56.请参阅图1所示，在本发明一实施例中，所述发光角度测量装置包括底板900，支座100和立杆601固定在底板900上，且底板900保持水平放置，以便于支座100和立杆601校准定心位置。
57.请参阅1和图8所示，本发明还提供了一种发光角度测量方法，包括以下步骤。
58.步骤s1、将被测件1安装在定位结构500中。
59.步骤s2、根据定位件300在支座100上的投影位置，调整定位件300的位置，以使定位件300和测试卡盘200同轴转动。
60.步骤s3、使接收结构400沿着垂直于定位件300的方向移动，当测试到被测件1的光强大于被测件1预设强度时，根据此时被测件1和接收结构400的距离，将接收结构400定位固定。
61.步骤s4、旋转测试卡盘200，并获取接收结构400测量到的光强值，当光强值为0，记录此时测试卡盘200上的角度刻度，并作为第一角度。
62.步骤s5、当光强值大于0，记录此时测试卡盘200上的角度刻度，并作为第二角度。
63.步骤s6、根据所述第一角度和所述第二角度的差值关系，确定被测件1的发光角度。
64.请参阅图1、图6和图8所示，在步骤s1中，将夹圈501与封装体11配合，并通过将耳板502将夹圈501和夹板301连接，转动耳板502，通过感光传感器401接收被测件1的光线并测量被测件1的光强，当光强值达到预设强度，例如为被测件1最大光强值的一半时，通过固定螺栓302将耳板502和夹板301固定连接，完成对被测件1位置的校准。其中，被测件1的最大光强值为出厂规格。在步骤s2中，在定位结构500装配完成后，试转定位件300，通过定位槽1004内的检测传感器105测量定位件300是否稳定固定，校准定位件300的位置。在步骤s3中，通过滑块602在立杆601上的移动，调节接收结构400和被测件1之间的距离，当光强值达到最大后，固定滑块602的位置，以利于清楚地获取被测件1的光强值。
65.请参阅图1、图6和图8所示，在步骤s4中，转动测试卡盘200，改变被测件1的位置，并通过感光传感器401获取被测件1的光强值。当光强值为0，记录测试卡盘200的读数，并设为第一角度。继续旋转测试卡盘200，当再次测试到被测件1的光强值，即光强值大于0时，记录测试卡盘200的读数，并设为第二角度。计算第一角度和第二角度的差值的绝对值，得到的为被测件1不发光的范围，以360
°
减去这一差值绝对值，获得被测件1发光的范围。其中，可以再继续旋转测试卡盘200，当感光传感器401测试到的光强值再次为0，记录测试卡盘200的读数，并设为第三角度。其中，第二角度和第三角度之间差值的绝对值，即为被测件1的发光范围。通过获第三角度，即可以验证测试结果，也可以减少对测试数据的处理，提升数据准确度。其中，通过在测试卡盘200上限定初始位置，可以获得被测件1的发光角度。
66.本发明提供了一种发光角度的测量装置及其测量方法，所述发光角度测量装置包括支座、转动安装在支座上的测试卡盘、连接于测试卡盘的定位件、连接于定位件的定位结构、与定位结构设置在同一竖直线上的接收结构，其中定位结构内安装有被测件。通过本发明所述发光角度测量装置，可以快速测量不同类型被测件的发光角度和发光占比，并获得被测件的发光分布情况，以判断被测件是否加工合格。通过调整测试卡盘、定位结构等，可以实现三维全角度的被测件发光角度测量，并且成本低廉、过程简单，还兼具定心精度，有利于对大批量的发光件进行发光角度测试。
67.在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
68.以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。