一种反射测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及光电测试领域，具体涉及一种反射测量装置。


背景技术：

2.随着印染、纺织、印刷等行业的快速发展，对于产品的颜色、反射率、透射率等材料表面光学特性的测量和评估越来越受到业内广泛重视。其中，对于材料表面颜色以及反射率的测量中，基于d/8、45/0以及0/45照明测量几何的测量装置已经得到广泛应用。现有技术中，通常采用人工光源照射被测样品，由探测器接收来自被测样品表面的反射光，通过对反射光进行处理分析，进而表征被测样品的反射率、颜色等参数。
3.在实际测量中，样品的光学表面较为复杂，一些样品表面或者体内会存在散射，如图1所示，入射光线到达样品内后，被样品体内的不均匀颗粒或者物质反射，导致入射光线从距离入射位置横向一定距离处出射，光从测量区域以外出射，没有入射接收探测器，这种现象称之为横向扩散损失。这种横向扩散损失会影响此类样品的反射率测量结果，使反射率测量值偏低，并影响测量的颜色数据。对于计算机配色应用，横向扩散损失会低估颜料的散射特性，导致在配色计算过程中，颜料加量失准，配色精度下降。针对此类问题，需要尽量降低样品横向扩散损失。目前有技术报告推荐了一种降低样品横向扩散损失的方法，即增大测量区域和照明区域的比例，但是测量区域太小会影响测量灵敏度，也会影响最终测试的精度，照明区域太大，对被测样品尺寸也会有要求，如果是积分球结构的仪器，照明区域增大意味着积分球的球径也需要做的比较大，影响设备体积的同时也会影响测量灵敏度。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种反射测量装置，旨在解决现有的测试装置在测试具有横向扩散损失的样品的反射特性的测量精度以及测量复现性等方面存在的缺陷，提高测量的精度和复现性，也为计算机配色应用提供了有力保障。
5.本实用新型可以通过以下技术方案实现：
6.一种反射测量装置，包括照明装置、被测样品、孔径光阑以及光学测量装置，所述照明装置包括一个或以上的光源，所述照明装置出射的光线经孔径光阑的通光孔入射至所述被测样品，所述被测样品表面的反射光线入射至光学测量装置，实现被测样品的光学特性测量；其中，所述孔径光阑连接被测样品一侧为高光泽表面；所述孔径光阑还设有凹槽，所述凹槽位于孔径光阑的通光孔的外围，其直径大于通光孔的直径，且所述凹槽的表面涂有黑色涂层。
7.本方案中通过孔径光阑连接被测样品一侧高光泽表面的设计，将原来从距离入射位置横向一定距离处出射的光线通过镜面反射回到测量区域位置，降低横向扩散损失，尤其适用于半透明样品测量，使测量反射率更接近颜料本身的反射率，对于提高测量结果的准确性和复现性具有重大帮助，如图2所示。在孔径光阑上设计黑色的凹槽，限制了外界环境光或者反射光通过样品的体散射进入探测器，可以有效降低杂散光的影响，提高测量精
度。本装置可广泛应用于材料的表面颜色测量，尤其是配色测试，配色测试需要准确收集颜料的散射光，进而进行计算机配色。光阑是指在光学系统中对光束起限制作用的实体，可以是光具组内光学元件的边缘、框架或者特别设置的带孔屏障。而本实用新型所述的孔径光阑是一种限制进照明区域大小的光阑器件。作为优选，本实用新型所述孔径光阑的通光孔尺寸连续可调。本实用新型所述的高光泽表面为行业内的通用说法，所述孔径光阑表面的光泽度优选700gu以上。
8.本实用新型可以通过以下技术方案进行进一步的限定和完善：
9.作为上述技术方案的优选，还包括用于遮挡环境杂散光的遮光罩。所述遮光罩与孔径光阑的凹槽密闭连接，以进一步避免周围环境杂散光的影响，进一步提高测量的准确性。进一步的，本实用新型所述遮光罩可伸缩，进而适应不同大小样品的测量，所述遮光罩与孔径光阑可拆卸连接。
10.作为一种技术方案，所述照明装置还包括积分球，所述积分球上设置有照明窗口、采样窗口和探测窗口，所述光源通过照明窗口进入到积分球中，所述采样窗口与孔径光阑耦合连接，被测样品紧贴放置于所述孔径光阑的通光孔的后方，所述光学测量装置接收探测窗口处的光线，实现被测样品的光学特性测量。积分球是一个内壁涂有漫反射材料的空腔球体，进入积分球的光经过内壁涂层多次反射，可对被测样品形成均匀照度，提高测量准确度。
11.作为上述技术方案的优选，所述积分球的探测窗口设置在偏离采样窗口中心法线8
°
的方向。本方案中采用的是d/8颜色测量几何，即照明光源的光线在积分球内经过无数次的漫反射，混光后照射到被测样品的测试表面，确保样品表面为漫射照明，确保测量结果的准确性。进一步的，光学测量装置在偏离被测样品测试区域表面中心法线8
°
的方向进行被测样品测试区域表面反射光的测量。
12.作为上述技术方案的优选，在所述探测窗口关于采样窗口的中心法线对称位置处的积分球球壁上还设有消光口，且所述的消光口处设有光陷阱。本方案采用的是d/8测量几何的sce测量方法，即将与测量方向对称方向的镜面反射光线去除掉，仅通过对来自被测样品表面的漫反射光进行测量进而评估样品的颜色特性，进一步确保测量结果的准确性。
13.作为一种技术方案，在所述的积分球内设有防止照明光源的出射光线直接照射到被测样品表面的光阑。此处积分球内部光阑的设置是为了防止照明光源直射被测样品上，即确保被测样品为漫射照明条件。
14.上述方案中，所述的光陷阱为表面涂有黑色涂层或覆有黑色绒布的材料或部件，所述的光陷阱为可以将入射至其位置处的光线全部吸收掉。
15.作为一种技术方案，所述照明装置的光线轴线相对于所述被测样品的法线成45
°
夹角，定向照射所述被测样品表面，所述光学测量装置放置于被测样品法线方向，接收与所述被测样品法线方向夹角为0
°
的反射光线。本方案中采用的是45/0测量几何。
16.作为一种技术方案，所述照明装置的光线轴线相对于所述被测样品的法线成0
°
夹角，定向照射所述被测样品表面，所述光学测量装置放置于被测样品法线成45
°
夹角方向的光路上，接收与所述被测样品法线方向夹角为45
°
的反射光线。本方案中采用的是0/45测量几何。
17.作为上述技术方案的优选，所述光学测量装置包括光度测量单元和颜色测量单
元，应用于材料的表面颜色、反射率等的测量，尤其是配色测试，配色测试需要准确收集颜料的散射光，进而进行计算机配色。具体的，所述的光学测量装置可以是单通道的光学探测器，多通道的光学探测器，具有成像接收装置的光学探测器等等。
18.作为上述技术方案的优选，所述光学测量装置包括图像测量单元。具体的，所述光学测量装置可以是光谱成像亮度计，用于测量印花的颜色、样品表面的反射率等等。或者所述光学测量装置可以是成像色度计，用于测量印花颜色的色品坐标等等。
19.作为一种技术方案，所述的照明装置还包括控制光源独立开启、关闭以及发光调节的光源驱动装置，通过光源驱动装置独立控制和调节光源的频率，同时采用的光学测量装置前加入特定频率的带通滤波器，可以避免环境光对被测样品测试的影响，确保测量结果的准确性。
20.作为上述技术方案的优选，所述的遮光罩内设置样品仓，所述样品仓包括玻璃盖板；所述样品仓设置于孔径光阑的通光孔处、紧贴孔径光阑。所述样品仓内可以放置颗粒或者粉末状的样品。放入样品，压实后，所述光学玻璃盖压平粉末或者颗粒表面，测量时，紧贴孔径光阑的通光孔处，与孔径光阑密闭连接，进行样品的光学特性测量。
21.本实用新型公开的反射测量装置，结构紧凑，操作便捷，可以极大程度的减少杂散光的影响，提高测量精度和重复性，且应用范围广。
附图说明
22.附图1为光线入射样品表面的示意图；
23.附图2为本实用新型光线入射样品表面的示意图；
24.附图3 为本实用新型的一种反射测量装置的示意图；
25.附图4为本实用新型的再一种反射测量装置的示意图；
26.附图5为本实用新型的又一种反射测量装置的示意图；
27.附图6为本实用新型的另一种反射测量装置的示意图；
28.图中：1照明装置；2被测样品，3孔径光阑；4光学测量装置；5光源；6凹槽；7遮光罩；8、积分球；8-1照明窗口；8-2采样窗口；8-3探测窗口；8-4消光口，9挡板。
具体实施方式
29.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作了说明，但本领域技术人员应当理解，以下实施例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域技术人员应当理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以下实施例进行修改。本实用新型的保护范围由所附的权利要求来限定。
30.本实用新型公开了一种反射测量装置，如图3所示，图3为本实用新型的一种反射测量装置的示意图，包括照明装置（1）、被测样品（2）、孔径光阑（3）、用于遮挡环境杂散光的遮光罩（7）以及光学测量装置（4），所述照明装置（1）包括一个或以上的led光源（5）和积分球（8），所述积分球（8）上设置有照明窗口（8-1）、采样窗口（8-2）和探测窗口（8-3），所述光源（5）通过照明窗口（8-1）进入到积分球中，所述采样窗口（8-2）与孔径光阑（3）耦合连接，被测样品（2）紧贴放置于所述孔径光阑（3）的通光孔的后方，所述光学测量装置（4）接收探测窗口（8-3）处的光线。所述积分球（8）的探测窗口（8-3）设置在偏离采样窗口（8-2）中心法
线8
°
的方向。所述照明装置（1）出射的光线经孔径光阑（3）的通光孔入射至所述被测样品（2），所述被测样品（2）表面的反射光线入射至光学测量装置（4），实现被测样品的光学特性测量.。其中，所述孔径光阑（3）连接被测样品（2）一侧为高光泽表面，所述孔径光阑（3）连接被测样品一侧还设有凹槽（6），所述凹槽（6）位于孔径光阑（3）的通光孔的外围，其直径大于通光孔的直径，且表面涂有黑色涂层；所述遮光罩（7）与孔径光阑（3）的凹槽（6）密闭连接；还包括挡板（5），为了防止光源的光线直接入射至被测样品。所述的光学测量装置（4）为光谱测量装置。
31.作为上述实施方式的优选，还包括储存被测样品的样品仓，所述样品仓设置于遮光罩（7）内；所述样品仓包括玻璃盖板；所述玻璃盖板设置于孔径光阑（3）的通光孔处、紧贴孔径光阑（3）。
32.作为上述实施方式的优选，如图4所示，图4为本实用新型的再一种反射测量装置的示意图，在所述探测窗口（8-3）关于采样窗口（8-2）的中心法线对称位置处的积分球（8）球壁上还设有消光口（8-4），且所述的消光口（8-4）处设有光陷阱。所述的光学测量装置（4）为带有成像接收装置的光学探测器。
33.本实用新型公开了又一种反射测量装置，如图5所示，图5为本实用新型的又一种反射测量装置的示意图，包括照明装置（1）、被测样品（2）、孔径光阑（3）以及光学测量装置（4），所述照明装置（1）包括一个或以上的led光源（5），所述照明装置（1）的光线轴线相对于所述被测样品（2）的法线成45
°
夹角，经孔径光阑（3）定向照射所述被测样品（2）表面，所述光学测量装置（4）放置于被测样品（2）法线方向，接收与所述被测样品（2）法线方向夹角为0
°
的反射光线。所述孔径光阑（3）连接被测样品一侧还设有凹槽（6），所述凹槽（6）位于孔径光阑（3）的通光孔的外围，其直径大于通光孔的直径，且表面涂有黑色涂层；还包括遮光罩（7），所述遮光罩（7）与孔径光阑（3）的凹槽（6）密闭连接。所述的光学测量装置（4）为成像亮度计。
34.本实用新型公开了另一种反射测量装置，如图6所示，图6为本实用新型的另一种反射测量装置的示意图，包括照明装置（1）、被测样品（2）、孔径光阑（3）以及光学测量装置（4），所述照明装置（1）包括一个或以上的led光源（5），所述照明装置（1）的光线轴线相对于所述被测样品（2）的法线成0
°
夹角，经孔径光阑（3）定向照射所述被测样品（2）表面，所述光学测量（4）装置放置于被测样品（2）法线成45
°
夹角方向的光路上，接收与所述被测样品（2）法线方向夹角为45
°
的反射光线。所述孔径光阑（3）连接被测样品一侧还设有凹槽（6），所述凹槽（6）位于孔径光阑（3）的通光孔的外围，其直径大于通光孔的直径，且表面涂有黑色涂层；还包括遮光罩（7），所述遮光罩（7）与孔径光阑（3）的凹槽（6）密闭连接。所述的光学测量装置（4）为高光谱成像亮度计。
35.作为上述实施方式的优选，所述照明装置（1）还包括控制光源独立开启、关闭以及发光调节的光源驱动装置。