[发明专利]光学性质传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光学性质传感器。其尤其适于实时地提供移 动幅材的信息。

背景技术

在例如光学膜的制造中，为了制造出合格的产品，有时需要十分 严格地控制一种或多种光学性质。例如，在制造用于例如光学平板显 示器的膜时，穿透性雾度、透明度及透光率的性质通常会得到极大的 关注。

穿透性雾度是本领域中使用的术语，用于描述可见光在穿过膜时 的广角散射。在各种标准测试方法中(例如ASTM D1003，ISO 13468)， 百分比雾度通常定义为漫射光透光率与穿过膜或基底的总透光率的比 率。更具体而言，穿透性雾度被定义为，在正交地透射穿过待测量的 基底时，相对于准直光束漫散射2.5度之外的光分量。透明度是用于描 述在2.5度角内的小角度光散射的光学术语，而透光率被定义为穿过基 底的透射光与入射到膜上的总的光的比率。

用于测量雾度和其它光学性质的技术是已知的，并且本领域描述 了用于进行此类测量的装置，如由BYK-Gardner公司进行商业开发的 用于离线使用的那些。尽管对于分析实验室而言是有用的，但这些装 置难以在制造中在线使用，因为为了获得ASTM D1003标准协议规定 的穿过膜的总透射光量，每次雾度测量都需要在积分球出口端口处定 位和拆下罩盖，这就造成响应时间较慢。为了对雾度进行独立的绝对 测量，就需要一些方法来确定穿过膜的总透射光。

德国的OCS公司(光学控制系统(Optical Control Systems))已研发 出在线传感器，其与BYK GARDNER装置相比，基于相同的ASTM D1003标准并且具有相同的约束。尽管适于线速度较低的一些应用， 但这种设计仅测量雾度，并且仅构造为单点测量。此外，该装置大而 笨重，使其难以使用及并入用于在线均匀性(uniformity)测量的扫描 机构中。

本领域还描述了一种用于测试飞行器挡风材料的便携式雾度测量 装置。然而，该设计使用特定波长的激光源，这对于更多地散射其它 波长的材料而言存在问题。

对于能够测量以商业可用线速度移动的幅材的整个宽度上的雾度 和透明度的设备，存在着未得到满足的需求。

发明内容

在一个方面，本发明提供了一种用于感测样品的至少一种光学性 质的设备，该设备包括：

沿轴线基本上准直的光源；

具有光入口、轴上开孔和轴外开孔的积分球；

定位在轴外开孔处的散射传感器；

定位在轴上开孔附近的光阱，该光阱具有设置在内部的透光率传 感器；

定位成使得反射光朝向透光率传感器穿过轴上开孔的抛物面镜； 以及

分析电路，用于接收来自于散射传感器和透光率传感器的强度信 息，并且报告与放置在光源与积分球之间的样品的光学性质相关的值。

在另一个方面，本发明提供了一种感测样品的至少一种光学性质 的方法，该方法包括：

(A)提供传感器套件，该传感器套件包括

(i)积分球，该积分球具有光入口、轴上开孔及轴外开孔，其中光 入口具有轴线；

(ii)定位在轴外开孔处的散射传感器；

(iii)定位在轴上开孔附近的光阱，该光阱具有设置在内部的透光率 传感器；以及

(iv)定位成使得反射光朝向透光率传感器穿过轴上开孔的抛物面 镜；

(B)将沿轴线基本上准直的光束引导穿过样品并且进入光入口中； 以及

(C)分析来自于散射传感器和透光率传感器的强度信息，并且报告 与样品的光学性质相关的值。

在本发明的实施例的描述中，将会理解到某些术语具有其普通的 意义。为了清楚起见，如下术语将具有本文所阐述的意义：

“ASTM”是指ASTM国际(以前称为美国试验与材料协会 (American Society for Testing and Materials))，以及ASTM国际许可的测 试方法(例如，ASTM D1003)。

“ISO”是指国际标准化组织(International Organization of Standardization)，一个各行业的技术标准的国际机构，以及ISO许可的 测试方法(例如，ISO 13468)。

“LED”是指发光二极管。

附图说明