專利名稱：光譜色度測量儀的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種光譜色度測量儀。
二背景技術(shù)：
目前，人們?yōu)榱私鉀Q顏色顯示、視覺效果比對(duì)的實(shí)時(shí)測量問題，常使用光譜儀。如在2001年6月出版的《光學(xué)儀器》第23卷3期雜志中“用線陣CCD實(shí)現(xiàn)光譜測試的虛擬儀器”一文曾公開了一種光譜自動(dòng)測量裝置，在該光譜自動(dòng)測量裝置中，有依次設(shè)置的光源、透鏡、單色儀和電荷耦合器件CCD及與其電連接的數(shù)據(jù)測控器。但是，這種裝置存在著不足之處，首先，因其只能獲得某單個(gè)方向的反射比，故而其測量的精度差；其次，無法獲得與標(biāo)準(zhǔn)樣品的色差值，也即無視覺效果比對(duì)的測試能力；再次，可測的頻譜寬度較窄，對(duì)于反射比和吸光度僅能對(duì)可見光波段進(jìn)行測量，使其使用范圍較小。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種光譜色度測量儀。
所采用的技術(shù)方案包括光路上的光源、透鏡和光譜探測器，以及電連接光源和光譜探測器的數(shù)據(jù)測控器，特別是光路上串接有光轉(zhuǎn)向件、參考板、樣品板和積分球，所說的光轉(zhuǎn)向件為置于電機(jī)軸上的反射鏡及將反射鏡反射的光折向樣品板的反射鏡，所說的電機(jī)與數(shù)據(jù)測控器電連接。作為技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的其上開有入射口、出射口的積分球位于光轉(zhuǎn)向件與參考板和樣品板間的光路上，所說的反射鏡與參考板間的光路經(jīng)入射口、出射口貫穿積分球，所說的反射鏡與樣品板間的光路經(jīng)入射口、出射口貫穿積分球，所說的光譜探測器置于出射口處；所述的光源位于透鏡的焦點(diǎn)上；所述的透鏡為凸透鏡；所述的光譜探測器為光路上依次設(shè)有物鏡、場鏡、入射狹縫、球面反射鏡、平面反射光柵和探測件，所說的場鏡位于物鏡的焦平面上，且將物鏡成像至入射狹縫上，所說的入射狹縫的縫寬與探測件的單個(gè)像元的直徑相同，所說的入射狹縫和探測件的光敏面位于球面反射鏡的焦平面上，所說的平面反射光柵到球面反射鏡頂點(diǎn)的距離為球面反射鏡焦距的0.8-0.9倍。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，由于在測量光路中增置了積分球，使其通過積分球能夠測量到半球方向的反射比光譜，且分辨率高；又由于參考板與樣品板的同時(shí)使用，使其可在不同標(biāo)準(zhǔn)的光源下均能測得樣品的色度、亮度以及與標(biāo)準(zhǔn)樣品的色差值，且能測出樣品的吸光度；再由于光譜探測器中的球面反射鏡和平面反射光柵構(gòu)成的多色儀，使其測量的波段大為拓寬了；第四，將積分球置于光轉(zhuǎn)向件與參考板和樣品板間的光路上，便于積分球能更全方位地接收參考板或樣品板的漫反射，從而使色度值的測量與照射方向和觀測方向無關(guān)。
四

圖1是本實(shí)用新型的一種基本結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中的光譜探測器的一種基本結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是用本實(shí)用新型測量一塊粉紅色樣品板的結(jié)果圖。
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
參見圖1、圖2，光路上分別設(shè)有凹面反射鏡1、光源2、凸透鏡3、反射鏡(9，4)、積分球5、參考板6、樣品板7和光譜探測器8，其中，光源2置于凹面反射鏡1和凸透鏡3的焦點(diǎn)處；積分球5上開有入射口(51，52)和出射口(53，54，55)，其入射口51和出射口53位于貫穿其內(nèi)腔的反射鏡9與參考板6間的光路上、入射口52和出射口54位于貫穿其內(nèi)腔的反射鏡4與樣品板7間的光路上，出射口55處設(shè)有光譜探測器8；置于電機(jī)10軸上的反射鏡9位于凸透鏡3與積分球5間，其與反射鏡4的角度設(shè)置為能使光路經(jīng)其后折向樣品板7。光譜探測器8由光路上依次設(shè)有的物鏡81、場鏡82、入射狹縫83、球面反射鏡84、平面反射光柵85和探測件86構(gòu)成，其中，場鏡82位于物鏡81的焦平面上，并將物鏡81成像至入射狹縫83上，其作用是使物鏡81與入射狹縫83共軛，使視場由長方形變成圓形；入射狹縫83的縫寬與探測件86的單個(gè)像元的直徑相同，球面反射鏡84和平面反射光柵85構(gòu)成多色儀，入射狹縫83和探測件86的光敏面位于球面反射鏡84的焦平面上，球面反射鏡84起準(zhǔn)直和成像的雙重作用；平面反射光柵85到球面反射鏡84頂點(diǎn)的距離為球面反射鏡84焦距的0.85倍。數(shù)據(jù)測控器11分別與光源2、電機(jī)10、光譜探測器8電連接。
使用時(shí)，先設(shè)置好待測的樣品板7，例如，此次待測的為粉紅色的樣品板7，打開數(shù)據(jù)測控器11開關(guān)，由光源2發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡3后射出平行光；當(dāng)測量參考板6時(shí)，反射鏡9在電機(jī)10軸的轉(zhuǎn)動(dòng)下移出光路，平行光經(jīng)入射口51、出射口53穿過積分球5而射向參考板6，該平行光被參考板6漫反射后再經(jīng)出射口53進(jìn)入積分球5進(jìn)行積分，之后由積分球5的出射口55處的光譜探測器8接收，最終被光譜探測器8中的探測件86接收并經(jīng)數(shù)據(jù)測控器11處理成可視信息；當(dāng)測量樣品板7時(shí)，反射鏡9在電機(jī)10軸的轉(zhuǎn)動(dòng)下移入光路，反射鏡9將平行光折射向反射鏡4，再由反射鏡4將其經(jīng)入射口52、出射口54穿過積分球5而射向樣品板7，該平行光被樣品板7漫反射后再經(jīng)出射口54進(jìn)入積分球5進(jìn)行積分，之后同測量參考板6一樣，由數(shù)據(jù)測控器11處獲得測量的結(jié)果。此次的測量結(jié)果如圖3所示，圖中的縱坐標(biāo)為反射率、橫坐標(biāo)為波長、曲線代表不同波長的反射率，圖中的符號(hào)X、Y、Z分別代表樣品在CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)中的色度坐標(biāo)，圖中同時(shí)給出了樣品板7的顏色。
權(quán)利要求1.一種光譜色度測量儀，包括光路上的光源(2)、透鏡和光譜探測器(8)，以及電連接光源(2)和光譜探測器(8)的數(shù)據(jù)測控器(11)，其特征在于光路上串接有光轉(zhuǎn)向件、參考板(6)、樣品板(7)和積分球(5)，所說的光轉(zhuǎn)向件為置于電機(jī)(10)軸上的反射鏡(9)及將反射鏡(9)反射的光折向樣品板(7)的反射鏡(4)，所說的電機(jī)(10)與數(shù)據(jù)測控器(11)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量儀，其特征是其上開有入射口(51，52)、出射口(53，54，55)的積分球(5)位于光轉(zhuǎn)向件與參考板(6)和樣品板(7)間的光路上，所說的反射鏡(9)與參考板(6)間的光路經(jīng)入射口(51)、出射口(53)貫穿積分球(5)，所說的反射鏡(4)與樣品板(7)間的光路經(jīng)入射口(52)、出射口(54)貫穿積分球(5)，所說的光譜探測器(8)置于出射口(55)處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量儀，其特征是光源(2)位于透鏡的焦點(diǎn)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量儀，其特征是透鏡為凸透鏡(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量儀，其特征是光譜探測器(8)為光路上依次設(shè)有物鏡(81)、場鏡(82)、入射狹縫(83)、球面反射鏡(84)、平面反射光柵(85)和探測件(86)，所說的場鏡(82)位于物鏡(81)的焦平面上，且將物鏡(81)成像至入射狹縫(83)上，所說的入射狹縫(83)的縫寬與探測件(86)的單個(gè)像元的直徑相同，所說的入射狹縫(83)和探測件(86)的光敏面位于球面反射鏡(84)的焦平面上，所說的平面反射光柵(85)到球面反射鏡(84)頂點(diǎn)的距離為球面反射鏡(84)焦距的0.8-0.9倍。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光譜色度測量儀。它包括光路上的光源(2)、透鏡和光譜探測器(8),以及電連接光源(2)和光譜探測器(8)的數(shù)據(jù)測控器(11),特別是光路上串接有光轉(zhuǎn)向件、參考板(6)、樣品板(7)和積分球(5),所說的光轉(zhuǎn)向件為置于電機(jī)(10)軸上的反射鏡(9)及將反射鏡(9)反射的光折向樣品板(7)的反射鏡(4),所說的電機(jī)(10)與數(shù)據(jù)測控器(11)電連接。它能測量到半球方向的反射比光譜,且分辨率高,還能在不同標(biāo)準(zhǔn)的光源下測得樣品的色度、亮度以及與標(biāo)準(zhǔn)樣品的色差值,其測量的波段也較寬;它可廣泛地用于涂料生產(chǎn)、印染、以及生物化學(xué)領(lǐng)域中,以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的反射、吸收光譜、色度、色差等技術(shù)參數(shù)的測量。
文檔編號(hào)G01J3/46GK2504616SQ0126653
公開日2002年8月7日 申請(qǐng)日期2001年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月8日
發(fā)明者洪津, 張運(yùn)杰, 汪元均, 龔平, 劉書珍, 楊偉鋒, 羅睿智, 孟凡剛 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所