CN201225924Y - 一种用于颜色测量和观察的光路*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种颜色测量和观察***的光路***,属于颜色测量观察领域,包括一个基座;一个固定在基座上的基板;在基板装有至少一个镜筒支架,每个镜筒支架上装有镜筒,所述镜筒连接光源或测量装置或观察装置;该***还包括一个与基板相连的转动轴;至少一个与转动轴相连的转动板,转动板上装有至少一个镜筒支架,每个镜筒支架上装有镜筒,镜筒连接光源或测量装置或观察装置。本实用新型能够以非接触方式测量和观察规则和不规则表面,实现不同几何条件下的颜色测量,结构简单,便于操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种颜色测量和观察的光路***,尤其是一种适用于表面不规则物体颜色测量和观察的***。
背景技术
国际照明委员会(Commission International d’Eclairage,简称CIE)和美国材料与试验学会(Amercan Society for Testing and Materials,简称ASTM)推荐的用于颜色观察和测量的几种几何条件如下:
漫射照明,垂直观察。
45°照明,垂直观察。
垂直照明,45°观察。
漫射照明,8°观察,包含镜面成分。
漫射照明,8°观察,不包含镜面成分。
45°环形照明,垂直观察。
垂直照明,垂直观察。
对于具有珍珠色(pearlescent)或金属色(metallic)的材料,ASTM和DIN(DeutschesInstitut für Normung)推荐多角度几何条件:
逆定向反射角(aspecular angle)15°、45°、110°测量。
逆定向反射角(aspecular angle)25°、45°、75°测量。
依据上述几何条件构造的颜色测量和观察***,可以测量和观察平面或者接***面的物体表面的颜色。但是对于表面不规则的物体,特别是,不规则表面上的微小区域,很难给出稳定的可以重复的测量和观察。其技术上的困难主要在于,由于物体表明不规则,从而难于找到法线位置。同时测量和观察角度也是依据法线位置确定的,所以测量和观察角度也无法确定。这样,测量和观察的几何条件不能控制,颜色测量的稳定性和可重复性都会非常差。其测量结果只能作为参考,不能作为定量分析的依据。更无法实现对同一物体的长期跟踪测量和观察。
有鉴于此,需要一种能够实现不规则表面颜色测量和观察的技术。
实用新型内容
本实用新型提供了一种能够实现不规则表面颜色测量和观察的光路***。
本实用新型的技术方案概述如下:
一种用于颜色测量和观察的光路***,其特征在于包括一个基座;一个固定在基座上的基板;在基板装有至少一个镜筒支架,每个镜筒支架上装有镜筒,所述镜筒连接光源或测量装置或观察装置。
所述***还包括一个与基板相连的转动轴;至少一个与转动轴相连的转动板,转动板上装有至少一个镜筒支架,每个镜筒支架上装有镜筒,所述镜筒连接光源或测量装置或观察装置。
所述转动轴通过机械装置,以手动方式或使用步进电机旋转定位;所述转动板可以绕转动轴旋转并固定,采用机械结构或永久磁铁或电磁铁固定。
所述镜筒上安装有透镜片和光纤接口。
所述测量装置为光谱仪或颜色传感器或者是其他的测量装置。
所述观察装置为监视器或与计算机相连接的摄像头,或者是显微镜,或者是投影屏,或者是其他的观察装置。
所述基板上安装有角度刻度盘。
所述镜筒支架上包含一个或多个支杆,并装有镜筒微调支架,所述镜筒通过镜筒微调支架安装在镜筒支架上。
所述镜筒支架上的支杆可以对镜筒做三维调节。
所述镜筒微调支架由手动或利用电机对镜筒做三维调节。
本实用新型的有益效果是:能够以非接触方式测量和观察规则和不规则表面,实现不同几何条件下的颜色测量,结构简单,便于操作。
附图说明
图1A是垂直照明/45°测量方案的正视图。
图1B是垂直照明/45°测量方案的侧视图。
图1C是被测区域法线位置调节示意图。
图2A是镜筒和镜筒微调支架的侧视图。
图2B是镜筒和镜筒微调支架的俯视图。
图3是45°照明/45°测量方案的正视图。
图4A是漫反射照明/45°测量方案的正视图。
图4B是漫反射照明/45°测量方案的侧视图。
图5A是漫反射照明/0°测量方案的正视图。
图5B是漫反射照明/0°测量方案的侧视图。
图5C是被测区域法线位置调节示意图。
图6A是ASTM标准多角几何条件测量方案的正视图。
图6B是被测区域法线位置调节示意图。
图7是DIN标准多角几何条件测量方案的正视图。
其中:
1.基座 2.基板 3.转动轴 4.转动板 5.弹簧压圈 6.橡胶压圈 7.手轮 8.顶丝 10.镜筒支架 11.镜筒微调支架 14.镜筒 16.光纤 18.光源 19.光谱仪 20.电脑 21.Y型光纤22.被测物体 23.漫反射光源 32.多通道光谱仪 51.螺丝 53.固定板 54.调节板 55.橡胶垫片 57.金属垫片 61.固定顶丝 63.镜筒支架安装孔 65.顶丝安装孔 71.光纤接头 72.凸透镜片 73.光路通道 99.角度刻度盘
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述:
实施方案1,本方案可以实现垂直照明,45°测量几何条件下的颜色测量。
1.1结构描述。
如图1A与1B所示。基座1上安装了基板2,转动轴3穿过基板2和转动板4,经由弹簧压圈5和橡胶压圈6与手轮7固定。基板2上装有角度刻度盘99。转动板4和手轮7分别利用侧面的顶丝8与转动轴3固定。在弹簧压圈5和橡胶压圈6选择适当的情况下,可以使用手轮7旋转并定位转动轴3。
基板2和转动板4上都固定有镜筒支架10,每个镜筒支架都包含一个或多个支杆,转动手轮7,可以调节镜筒支架之间所成的角度。镜筒微调支架11安装在镜筒支架10之上。镜筒14安装在镜筒微调支架11之上。
镜筒微调支架11和镜筒14的结构如图2A和图2B所示。镜筒微调支架主要包括螺丝51、固定板53、调节板54、橡胶垫片55、金属垫片57、固定顶丝61。利用镜筒微调支架上的固定板53、调节板54以及由橡胶垫片55固定的螺丝51,可以对经过镜筒14的光线的聚焦点进行三维调节。也可以利用镜筒支架的支杆,实现对聚焦点的三维调节。所述的聚焦点可以是实焦点,也可以是虚焦点。镜筒微调支架装置可以经由机械结构手动调节,也可以利用电机调节。
镜筒包括光纤接头71、凸透镜片72和光路通道73。图2A中63为镜筒支架安装孔,用于与镜筒支架10连接。图2B中65是顶丝安装孔,用于锁死各个部件。在具体实施中透镜片可以依据测量需要任意选定。可以是一片或多片,可以是滤光片,可以是符合测量需要的任意材料。
镜筒14经由光纤16与光源18和光谱仪19相连。光谱仪19与电脑20相连,由电脑20控制测量和收集数据。
1.2 测量方法。
1.2.1 被测区域法线位置的调节。
如图1C所示,利用Y型光纤21连接镜筒14和光源18、光谱仪19。打开光源18和光谱仪19。将被测物体22放在镜筒14正下方。调整物体22的位置,使镜筒14射出的光斑聚焦在被测区域上,并令测量得到的反射光谱达到最大强度。此时,可以认为被测区域的法线与镜筒14的中心轴线重合。
1.2.2 颜色测量。
如图1A与1B所示。镜筒14经由光纤16与光源18和光谱仪19相连。光谱仪19与电脑20相连。打开光源18和光谱仪19。利用光谱仪19测量被测区域的颜色。
实施方案2,本方案可以实现45°照明,45°测量几何条件下的颜色测量。
2.1 结构描述。
如图3所示。该方案的结构不同于实施方案1之处在于,在工作状态时,有一个镜筒14经由Y型光纤21连接光源18和光谱仪19。
2.2 测量方法。
2.2.1 被测区域法线位置的调节。
如图1C所示,按照与1.2.1相同的步骤操作。
2.2.2 颜色测量。
如图3所示。镜筒14经由Y型光纤21连接光源18和光谱仪19。打开光源18和光谱仪19。利用光谱仪19测量被测区域的颜色。
实施方案3。本方案可以实现漫反射照明,45°测量几何条件下的颜色测量。
3.1 结构描述。
如图4A与4B所示。该方案的结构不同于实施方案1之处在于,在工作状态时,有一个镜筒微调支架11和镜筒14被一个漫反射光源23取代。
3.2 测量方法。
3.2.1 被测区域法线位置的调节。
如图1C所示,构建光路,按照与1.2.1相同的步骤操作。
3.2.2 颜色测量。
如图4A与4B所示。拆下一个镜筒微调支架11和镜筒14,并在该镜筒支架10上安装漫反射光源23。镜筒14经由光纤16连接光谱仪19。打开漫反射光源23和光谱仪19。利用光谱仪19测量被测区域的颜色。
实施方案4,本方案可以实现漫反射照明,0°测量几何条件下的颜色测量。此方案适于微小区域颜色测量。测量区域的面积主要取决于镜筒14的数值孔径和镜筒14与被测物体22之间的距离。。
4.1 结构描述。
如图5A与5B所示。该方案的结构不同于实施方案1之处在于,在工作状态时,有一个镜筒微调支架11和镜筒14被一个漫反射光源23取代。
4.2 测量方法。
4.2.1 被测区域法线位置的调节。
如图5C所示,关闭漫反射光源23。利用Y型光纤21连接镜筒14和光源18、光谱仪19。按照与1.2.1相同的步骤操作。
4.2.2 颜色测量。
如图5A与5B所示。镜筒14经由光纤16连接光谱仪19。打开漫反射光源23和光谱仪19。利用光谱仪19测量被测区域的颜色。
实施方案5。本方案可以实现ASTM标准多角几何条件下的颜色测量。此方案适于珍珠色(pearlescent)或金属色(metallic)物体颜色测量。
5.1 结构描述。
如图6A所示。该方案的结构不同于实施方案1之处在于,在工作状态时,在基板2上添加了2个镜筒支架10,并且有2个镜筒微调支架11分别安装在镜筒支架10之上,以及2个镜筒14分别安装在镜筒微调支架11之上。由与法线位置成45°角的镜筒支架10上的镜筒14经由光纤16接光源18,其余3个镜筒的位置分别为逆定向反射角15°、45°、110°。且这3个镜筒分别经由光纤16与多通道光谱仪32连接。多通道光谱仪32和电脑20相连。
5.2 测量方法。
5.2.1 被测区域法线位置的调节。
如图6B所示,利用Y型光纤21连接镜筒14和光源18、光谱仪19。按照与1.2.1相同的步骤操作。
5.2.2 颜色测量。
如图6A所示,与法线位置成45°角的镜筒14经由光纤16与光源18连接,其余3个镜筒经由光纤与多通道光谱仪32连接。打开光源18和光谱仪32。利用光谱仪32测量被测区域的颜色。
实施方案6。本方案可以实现DIN标准多角几何条件下的颜色测量。此方案适于珍珠色(pearlescent)或金属色(metallic)物体颜色测量。
6.1 结构描述。
如图7所示。该方案的结构不同于实施方案5之处在于,有3个镜筒14的位置分别为逆定向反射角25°、45°、75°。
6.2 测量方法。
6.2.1 被测区域法线位置的调节。
按照与5.2.1相同的步骤操作。
6.2.2 颜色测量。
按照与5.2.2相同的步骤操作。
以上各个方案中,测量或观察的几何条件可以通过转动板的旋转实现,也可以通过改变安装在镜筒支架上的光源改变几何条件。所述测量或观察装置可以是光谱仪、颜色传感器,或者是显微镜、照相机、摄像头或其他装置。也可以是与计算机相连的包括光谱仪以及照相机、摄像头、显示器、投影屏等的复合装置。
此处叙述的示例方案仅仅是对本实用新型原理的解释。不应以任何方式,利用上面的叙述限制本实用新型的范围。本领域的专业人士,可以利用本实用新型的原理,设计各种不同的实施方案,而不超出本实用新型的范围。
Claims (10)
1、一种用于颜色测量和观察的光路***,其特征在于包括一个基座;一个固定在基座上的基板;在基板装有至少一个镜筒支架,每个镜筒支架上装有镜筒,所述镜筒连接光源或测量装置或观察装置。
2、如权利要求1所述的***,其特征在于,该***还包括一个与基板相连的转动轴;至少一个与转动轴相连的转动板,转动板上装有至少一个镜筒支架,每个镜筒支架上装有镜筒,所述镜筒连接光源或测量装置或观察装置。
3、如权利要求2所述的***,其特征在于,所述转动轴通过机械装置,以手动方式或使用步进电机旋转定位;所述转动板可以绕转动轴旋转并固定,采用机械结构或永久磁铁或电磁铁固定。
4、如权利要求1或2所述的***,其特征在于,所述镜筒上安装有透镜片和光纤接口。
5、如权利要求1或2所述的***,其特征在于,所述测量装置为光谱仪或颜色传感器或者或者是其他的测量装置。
6、如权利要求1或2所述的***,其特征在于,所述观察装置为监视器或与计算机相连接的摄像头,或者是显微镜,或者是投影屏,或者是其他的观察装置。
7、如权利要求1所述的***,其特征在于,所述基板上安装有角度刻度盘。
8、如权利要求1所述的***,其特征在于,所述镜筒支架上包含一个或多个支杆,并装有镜筒微调支架,所述镜筒通过镜筒微调支架安装在镜筒支架上。
9、如权利要求8所述的***,其特征在于,所述镜筒支架上的支杆可以对镜筒做三维调节。
10、如权利要求8所述的***,其特征在于,所述镜筒微调支架由手动或利用电机对镜筒做三维调节。
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