一种光学特性测量装置的制造方法_2

文档序号:9973100阅读:来源:国知局
方向中设置用以限制入射光范围和控制非期望光源进入主光路中的中空光阑,以及一组设置在测色照明光源两侧的用以分别控制环带入射光源内、外径的光阑,因为实际中光源发出的光线存在一定的光束角,并非完美的窄光源,因此在45° /0°的颜色测量中通常要求入射光源的光束角小于5° (如图3所示),光束角的存在导致沿环带设置的光源在全部发光时发出具有内外径的环带光束,因此需要在相应位置设置限制光阑以满足内外径条件;另一方面,由于在颜色测量过程中,特别是环带测量时,光源发光的光线会从各个方向发散,为避免非期望光到达被测样品并经漫反射后进入光谱接收器,影响测量的准确度,需要光阑还可以起到避免非期望光进入期望光路的作用。
[0016]作为一种技术方案,所述的测色照明光源为一个环状光源,或者为一个以上的沿环形对称设置的多个光源。本发明中所选用的测色照明光源可以是一个单独的环形光源,直接发出全部可见光谱的环带光线照射测量窗口,构成环带45° /0°测量几何条件;或者为一个以上的沿环形对称设置的光源,其中环带光源中的单个测色照明光源单独发出45°单方向全部可见光谱的入射光,还或者一个以上的测色照明光源组合同时发出全部可见光谱的环带光源。
[0017]上述技术方案中,当测色照明光源为一个以上的沿环带设置的多个光源时,其包括至少一个白光LED在内的多个不同的单色LED,各个单色LED沿环带设置,测试时全部点亮以发出覆盖整个可见光谱范围的光线;或者测色照明光源为至少一个白光LED和多种单色LED (包括红光LED、蓝光LED和绿光LED)组成的LED阵列,该LED阵列沿环带对称设置,测试时可全部点亮以实现环带45° /O。照明,或者单独点亮其中一个LED阵列中的全部LED光源以实现45° /0°单方向入射。将测色照明光源沿环带对称设置可使环带入射光线更为均匀,对于具有明显颜色选择特性的被测样品,利用单色LED对白光LED补光,能获得各个波段均较为丰富的光谱分布,更接近被测样品表面光谱特性的光源,提高测试准确度。
[0018]作为优选,包括环形反射装置,所述的环形反射装置设置在测色照明光源的上方,所述的测色照明光源发出的光线经环形反射装置作用后以与测量窗口中心轴线成45°环带方向方式照明测量窗口。当不设置环形反射装置时,测色照明光源与测量窗口直接构成45°环带入射几何条件;当设置环形反射装置时,测色照明光源本身发出的光线并非直接与测量窗口构成45 °环带入射,譬如,可以将环带反射装置设置在环带光源的正上方,环带光源的发光面向上、发出垂直光源照射环形反射装置,经环形反射装置作用后的光束与测量窗口构成45°环带入射测量几何条件,环形反射装置的引入可利于测色照明光源设置位置的多样化。
[0019]作为优选,包括用以监测光泽度照明光源和/或测色照明光源的监测装置,所述的监测装置为光辐射探测器或电学测量单元。由于LED光源具有明显的温度依赖特性,其结电压与结温有着密切的联系,结温对光输出有着显著的影响。在实际测量中,由于热漂移、电压或电流波动、机械振动或气压差异,都会造成光源特性随时间发生衰减,影响测试结果的重复性或一致性。作为优选,监测装置为光源电参数监测装置,用以监测光源LED光源电参数的变化,特别是电压的变化,并利用监测结果校正测量值,提高测试精度和一致性。这里的监测装置可同时监测光泽度照明光源和测色照明光源的变化情况,或者可分别设置监测装置用于单独监测光泽度照明光源或测色照明光源的变化情况。
[0020]作为优选,还包括用于观察测量位置的相机,所述的相机设置在与光泽度测量模块和颜色测量模块光路互不影响的任意位置处,测量窗口位于相机视场范围内。相机的作用在于方便操作者判断实际测量的区域与目标测量区域是否一致。
[0021]综上所述,本发明集多角度光泽度测量和颜色测量于一体,提供了多种各个独立光泽度测量模块互不影响的空间设计方案,通过合理设计光路,使得光泽度测量与颜色测量互不干涉,有效且充分的利用了空间,使得结构紧凑,利于仪器的小型化;此外还利用多个LED光源组合得到的不同发光方式获得指定波段的光谱源作为入射光源,可广泛适用于各种物体光学特性的测量,具有结构合理紧凑、操作便捷、应用范围广、测量精度高等特点。
【【附图说明】】
[0022]附图1是20°、60°和85°测量几何条件示意图;
[0023]附图2是环带45° /0°测量几何条件示意图;
[0024]附图3是单方向45° /0°测量几何条件示意图;
[0025]附图4是实施例1中20°、85°光泽度测量单元和环带45° /0°颜色测量单元的结构示意图;
[0026]附图5是实施例1中60°光泽度测量单元的结构示意图;
[0027]附图6是实施例1中颜色测量单元中测色光源的分布示意图;
[0028]附图7是实施例2中60°光泽度测量单元的结构示意图;
[0029]附图8是实施例3中60°光泽度测量单元的结构示意图;
[0030]附图9是实施例4中环带45° /0°颜色测量单元的结构示意图。
[0031]1-壳体;2_测量窗口 ;3_光泽度测量模块;31_光泽度照明光源;32_光度接收器;4-颜色测量模块;41_测色照明光源;42_光谱接收器;43_光阑;5_第一反射装置;6-第二反射装置;7_环形反射装置;8_监测装置。【【具体实施方式】】
[0032]实施例1
[0033]如图4、5和6所不,本实施例中公开了一种集多角度光泽度测量和颜色测量于一体的光学特性测量装置,包括底部设有测量窗口 2的壳体1、多角度光泽度测量模块3、颜色测量模块4和监测装置8,其中多角度光泽度测量模块3由20°、60°和85°三个独立且互不干涉的光泽度测量单元组成,且20°和85°光泽度测量单元构成的测量平面共面,60°光泽度测量单元构成的测量平面与20°和85°光泽度测量单元构成的测量平面垂直相交;颜色测量模块4由测色照明光源41、光谱接收器42和多个光阑43组成,测色照明光源41由3个白光LED、3个红光LED、3个绿光LED和3个蓝光LED光源组成,沿测量窗口 2上方空间以白、红、绿、蓝的次序依次呈环形对称设置(如图6所示),光谱接收器42沿测量窗口 2中心法线上方空间设置,光谱接收器42为光谱辐射计,分别沿测色照明光源41的光轴方向和两侧设置多个光阑43,测色照明光源41和光谱接收器42与测量窗口中心2法线构成环带45° /0°测量几何条件;光泽度测量模块3中各个独立的光泽度测量单元中均包括有一个光泽度照明光源31和一个光度接收器32,其中光度接收器32为光度计,光泽度照明光源31由一个LED白光源、三个单色LED (红光LED、绿光LED和蓝光LED各一个)组成;其中60°和85°光泽度测量单元中还设置有第一反射装置5和第二反射装置6,第一反射装置5和第二反射装置6均为反射镜,其中60°光泽度测量单元中第一反射装置5与光度接收器32同侧,第二反射装置6与光泽度照明光源31同侧,85°光泽度测量单元中第一反射装置5与光泽度照明光源31同侧,第二反射装置6与光度接收器32同侧;60°光泽度测量单元中的光泽度照明光源31的光轴与光度计32的光轴均水平设置;85°光泽度测量单元中光泽度照明光源31的光轴与光度接收器32的光轴均垂直设置,且其第一反射装置5和第二反射装置6沿测量窗口 2中心法线对称设置;在60°和85°光泽度测量单元中,光泽度照明光源31发出的入射光路中还设置有准直透镜,在光度接收器31接收的光路前还设置有聚焦透镜;监测装置8设置在光泽度照明光源31和测色照明光源41的侧面。
[0034]以20°光泽度测量单元测试为例,开启20°光泽度测量单元中光泽度照明光源31的全部LED光源,其发出的光线经准直透镜准直后的光轴与测量窗口 2中心法线构成20°入射角,经被测样品作用后镜面反射,经聚焦透镜聚焦后被光度接收器32接收测量;60°光泽度测量单元中光泽度
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