CN106990046A - 一种多角度光泽度仪的光学系统及其实现方法 - Google Patents

一种多角度光泽度仪的光学系统及其实现方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106990046A
CN106990046A CN201710266950.2A CN201710266950A CN106990046A CN 106990046 A CN106990046 A CN 106990046A CN 201710266950 A CN201710266950 A CN 201710266950A CN 106990046 A CN106990046 A CN 106990046A
Authority
CN
China
Prior art keywords
angle
glossiness
light source
angles
instrument
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710266950.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106990046B (zh
Inventor
孙流星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANGHAI INSTRUMENT PHYSICAL OPTICS INSTRUMENT CO Ltd
Original Assignee
SHANGHAI INSTRUMENT PHYSICAL OPTICS INSTRUMENT CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI INSTRUMENT PHYSICAL OPTICS INSTRUMENT CO Ltd filed Critical SHANGHAI INSTRUMENT PHYSICAL OPTICS INSTRUMENT CO Ltd
Priority to CN201710266950.2A priority Critical patent/CN106990046B/zh
Publication of CN106990046A publication Critical patent/CN106990046A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106990046B publication Critical patent/CN106990046B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

一种多角度光泽度仪的光学系统及其实现方法，它包括光源组，所述光源组发出的入射光通过对应的第一聚光透镜变成平行光射出，分别以对应的光轴方向直接照射到被测物体表面，通过物体表面的镜面漫反射再分别经过对应第二聚光透镜把沿光轴方向的平行光分别汇聚到对应硅光电池上，其特征在于：短焦成像镜头把被测物体表面成像在面阵CCD感光面上，ARM控制器控制面阵CCD采集系统。本发明实现了角度拓展，即用单角度光路实现三角度光泽度测量，用三角度光路实现五角度光泽度测量。实现光泽度仪的小型化，另外采用视频拍照，可通过图像处理算法，判断产品表面缺陷，选择正确的测量部位，实现可测量部位的可追溯性，保证测量结果的准确性。

Description

一种多角度光泽度仪的光学系统及其实现方法
技术领域
本发明属于物质分析检测仪器技术领域，具体讲就是涉及一种多角度光泽度仪的光学系统及其实现方法。
背景技术
光泽度仪是采用光电反射式工作原理测定物体表面光亮程度的仪器。光泽度是物体的一种重要的表观属性，是人们评价产品质量的重要依据之一。因此，广泛应用于涂料、纸张、塑料、陶瓷、大理石等建材及装饰性金属材料、纺织品、皮革加工、包装等工业部门。
随着经济的发展，市场对工业产品表面质量的要求日趋严格，因此，越来越多的行业需用光泽度仪来检测它们各自的产品。依据JJG696-2002《镜面光泽度计和光泽度板检定规程》的规定，光泽度仪的常用角度为20°,45°,60°,75°,85°。目前，市场上存在的光泽度仪大都是单角度的或者三角度的，不能满足检定规程提出的五个角度要求。如果需要检测产品种类较多，单角度或三角度光泽度仪都不能满足要求。目前常见的光泽度仪的工作原理是在规定人射角和规定光束的条件下照射样品，得到镜向反射角方向的光束，其产品结构由光源、透镜、接收器和显示仪表等组成。其中三角度光泽度仪的设计原理是三套光源，三套光路结构，三套接受器和显示仪表组成。这种传统结构是单纯的硬件组合、结构复杂，制造成本高。如果按此原理设计3个以上角度的光泽度仪时，就存在安装空间不够的缺点，必然增加仪器体积和重量使仪器比较庞大。另外，对于同一样品，不同部位，其光泽度也有差别，如果表面有缺陷的话，更是影响测量准确度。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有的多角度光泽度仪体积庞大，容易受待测物体表面缺陷影响测量准确度的技术缺陷，提供一种多角度光泽度仪的光学系统，结构简单，体积小，可靠性高，成本低廉。具有视频拍照，可排除产品表面缺陷，实现可测量部位的可追溯性，保证测量结果的准确性。
技术方案
为了实现上述技术目的，本发明设计的一种多角度光泽度仪的光学系统，它包括光源组，所述光源组发出的入射光通过对应的第一聚光透镜变成平行光射出，分别以对应的光轴方向直接照射到被测物体表面，通过物体表面的镜面漫反射再分别经过对应第二聚光透镜把沿光轴方向的平行光分别汇聚到对应硅光电池上，其特征在于：短焦成像镜头把被测物体表面成像在面阵CCD感光面上，ARM控制器控制面阵CCD采集系统。
进一步，所述光源组为单角度入射光源，入射角度为20°或45°或60°。
进一步，所述光源组为三角度入射光源，入射角度为20°，45°，60°。
上述多角度光泽度仪的实现方法，其特征在于，它包括以下几个步骤：
(1)制作若干块从低到高的标准光泽度标准板，每块光泽度标准板在角度20°,45°,60°,75°,85°都具有对应的光泽度标准数值，并以此若干块标准光泽度标准板的光泽度为标准比对数值；
(2)确定用虚拟角度代替实际角度的对应法则，即45°单角度实现20°，45°，60°的三角度测量，60°单角度实现45°，60°，75°的三角度测量，75°单角度实现60°，75°，85°的三角度测量，20°，60°,85°三角度实现20°,45°,60°,75°,85°五角度的测量；
(3)用现有单角度光泽度仪测量上述若干块标准板按照上述步骤(2)确定的相应三个角度入射光对应的电压值；
用现有三角度光泽度仪测量上述若干块标准板按照上述步骤(2)确定的相应五个角度入射光对应的电压值；
(4)利用上述步骤(3)得到的测量数值拟合出单角度对应的三角度光泽度工作曲线以及三角度对应的五角度光泽度工作曲线；
(5)用上述步骤(3)中的单角度光泽度仪或三角度光泽度仪测量实际需要测量物质的光泽度时，每测量一个数值即可找到对应的工作曲线上的数值，此工作曲线上的数值即为所需要测量的实际数值。
有益效果
本发明提供的一种多角度光泽度仪的光学系统及其实现方法，实现了角度拓展，即用单角度光路实现三角度光泽度测量，用三角度光路实现五角度光泽度测量。实现光泽度仪的小型化，具有结构简单，可靠性高，成本低廉，寿命长的优点。另外采用视频拍照，可通过图像处理算法，判断产品表面缺陷，选择正确的测量部位，实现可测量部位的可追溯性，保证测量结果的准确性性。
附图说明
附图1是本发明实施例1的光学系统示意图。
附图2是本发明实施例2的光学系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1
如附图1所示，以入射光源组为60°角的单光源为例，光源组为LED单光源1，发出的均匀白光通过第一聚光透镜2变成平行光，以光轴60°方向直接照射被测物体7表面，通过被测物体7表面的镜面漫反射光再经过第二聚光透镜5把光轴60°方向的平行光汇聚到硅光电池6上。同时短焦成像镜头3把被测物体7表面成像在面阵CCD采集系统4感光面上，ARM控制器控制面阵CCD采集系统4实现测试物体表面的图像采集，对图像进行处理分析，得到测试表面的缺陷评价，提示注意表面缺陷，选择正确的测试部位。
用60°单角度光泽度仪实现45°，60°，75°的三角度光泽度仪为例，它包括以下几个步骤：
第一步，制作n块从低到高的标准光泽度标准板，每块光泽度标准板在角度20°,45°,60°,75°,85°都具有对应的光泽度标准数值，并以此n标准光泽度标准板的光泽度为标准比对数值；
第二步，确定用虚拟角度代替实际角度的对应法则，即60°的三角度测量，60°单角度实现45°，60°，75°的三角度测量；
第三步，用此60°单角度光泽度仪测量n块标准板的相应45°，60°，75°角度对应的电压值即(y45n，x45n)，(y60n，x60n)，(y75n，x75n)，其中：
x45n表示第n块标准板上45°角的光泽度值对应的电压值；
y45n表示第n块标准板上标注的45°角光泽度值；
x60n表示第n块标准板上60°角的光泽度值对应的电压值；
y60n表示第n块标准板上标注的60°角光泽度值；
x75n表示第n块标准板上75°角的光泽度值对应的电压值；
y75n表示第n块标准板上标注的70°角光泽度值；
即可得到用此60°单角度光泽度仪测量n块标准板上45°，60°，75°入射光对应光泽度值对应的电压值，即每块标准板上标注的45°，60°，75°角光泽度值的数值都对应有相应的电压值，
第四步，通过上述测量得到的实际数据代入下列相应公式，即可求得45°，60°，75°入射光光泽度的工作曲线系数a45n，a60n，a75n
第五步，用上述60°单角度光泽度仪测量待测物体，得到电压值后带入上述步骤(4)相应曲线公式中，即可得到相应入射光角度的光泽度数值，实现了用单角度实现三角度入射光的光泽度测量。
同理用三角度可以实现五角度入射光的测量，
实施例2
如附图2所示，光源组包括三个角度的光源，仪器LED光源1，3，6分别轮流发出的均匀白光通过对应的第一聚光透镜2，4，5变成平行光，分别以光轴20°，60°,85°方向，直接照射被测物体15表面，通过被测物体15表面的镜面漫反射光再分别经过对应的第二聚光透镜10，11，13把光轴20°，60°,85°方向的平行光分别汇聚到对应的硅光电池9，12，14上，同时短焦成像镜头7把被测物体表面成像在CCD采集系统8感光面上，ARM控制器控制面阵CCD采集系统8实现测试物体表面的图像采集，对图像进行处理分析，得到测试表面的缺陷评价，提示用户注意表面缺陷，选择正确的测试部位。
本发明提供的一种多角度光泽度仪的光学系统及其实现方法，实现了角度拓展，即用单角度光路实现三角度光泽度测量，用三角度光路实现五角度光泽度测量。实现光泽度仪的小型化，具有结构简单，可靠性高，成本低廉，寿命长的优点。另外采用视频拍照，可通过图像处理算法，判断产品表面缺陷，选择正确的测量部位，实现可测量部位的可追溯性，保证测量结果的准确性性。

Claims (4)

1.一种多角度光泽度仪的光学系统，它包括光源组，所述光源组发出的入射光通过对应的第一聚光透镜变成平行光射出，分别以对应的光轴方向直接照射到被测物体表面，通过物体表面的镜面漫反射再分别经过对应第二聚光透镜把沿光轴方向的平行光分别汇聚到对应硅光电池上，其特征在于：短焦成像镜头把被测物体表面成像在面阵CCD感光面上，ARM控制器控制面阵CCD采集系统。
2.如权利要求1所述的一种多角度光泽度仪的光学系统，其特征在于：所述光源组为单角度入射光源，入射角度为20°或45°或60°。
3.如权利要求1所述的一种多角度光泽度仪的光学系统，其特征在于：所述光源组为三角度入射光源，入射角度为20°，45°，60°。
4.上述多角度光泽度仪的实现方法，其特征在于，它包括以下几个步骤：
(1)制作若干块从低到高的标准光泽度标准板，每块光泽度标准板在角度20°,45°,60°,75°,85°都具有对应的光泽度标准数值，并以此若干块标准光泽度标准板的光泽度为标准比对数值；
(2)确定用虚拟角度代替实际角度的对应法则，即45°单角度实现20°，45°，60°的三角度测量，60°单角度实现45°，60°，75°的三角度测量，75°单角度实现60°，75°，85°的三角度测量，20°，60°,85°三角度实现20°,45°,60°,75°,85°五角度的测量；
(3)用现有单角度光泽度仪测量上述若干块标准板按照上述步骤(2)确定的相应三个角度入射光对应的电压值；
用现有三角度光泽度仪测量上述若干块标准板按照上述步骤(2)确定的相应五个角度入射光对应的电压值；
(4)利用上述步骤(3)得到的测量数值拟合出单角度对应的三角度光泽度工作曲线以及三角度对应的五角度光泽度工作曲线；
(5)用上述步骤(3)中的单角度光泽度仪或三角度光泽度仪测量实际需要测量物质的光泽度时，每测量一个数值即可找到对应的工作曲线上的数值，此工作曲线上的数值即为所需要测量的实际数值。
CN201710266950.2A 2017-04-21 2017-04-21 一种多角度光泽度仪的光学系统及其实现方法 Active CN106990046B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710266950.2A CN106990046B (zh) 2017-04-21 2017-04-21 一种多角度光泽度仪的光学系统及其实现方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710266950.2A CN106990046B (zh) 2017-04-21 2017-04-21 一种多角度光泽度仪的光学系统及其实现方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106990046A true CN106990046A (zh) 2017-07-28
CN106990046B CN106990046B (zh) 2023-09-01

Family

ID=59417513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710266950.2A Active CN106990046B (zh) 2017-04-21 2017-04-21 一种多角度光泽度仪的光学系统及其实现方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106990046B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111366562A (zh) * 2020-03-24 2020-07-03 上海海洋大学 一种珍珠光泽度的精准快速检测方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2072672U (zh) * 1989-06-01 1991-03-06 李玉麟 光泽度计
CN2570776Y (zh) * 2002-09-12 2003-09-03 中国人民解放军理工大学理学院 智能化光泽度测量仪
CN101871895A (zh) * 2010-05-10 2010-10-27 重庆大学 连铸热坯表面缺陷激光扫描成像无损检测方法
CN103674903A (zh) * 2013-12-31 2014-03-26 爱彼思（苏州）自动化科技有限公司 非接触式光泽度仪
CN103884650A (zh) * 2014-03-28 2014-06-25 北京大恒图像视觉有限公司 一种多光源线阵成像系统及方法
CN203758913U (zh) * 2013-12-31 2014-08-06 爱彼思（苏州）自动化科技有限公司 非接触式光泽度仪
US20150192516A1 (en) * 2014-01-09 2015-07-09 Electronics For Imaging, Inc. Method and apparatus for automatic measurement of various qualities of printed sheets
CN105136685A (zh) * 2015-08-18 2015-12-09 杭州远方光电信息股份有限公司 一种光学特性测量装置
US20160258865A1 (en) * 2013-11-14 2016-09-08 Konica Minolta, Inc. Gloss Evaluation Method And Gloss Evaluation Device
CN205826533U (zh) * 2016-07-08 2016-12-21 广州市麦吉高分子材料有限公司 非接触式光泽度仪
CN206648944U (zh) * 2017-04-21 2017-11-17 上海仪电物理光学仪器有限公司 一种多角度光泽度仪的光学系统

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2072672U (zh) * 1989-06-01 1991-03-06 李玉麟 光泽度计
CN2570776Y (zh) * 2002-09-12 2003-09-03 中国人民解放军理工大学理学院 智能化光泽度测量仪
CN101871895A (zh) * 2010-05-10 2010-10-27 重庆大学 连铸热坯表面缺陷激光扫描成像无损检测方法
US20160258865A1 (en) * 2013-11-14 2016-09-08 Konica Minolta, Inc. Gloss Evaluation Method And Gloss Evaluation Device
CN103674903A (zh) * 2013-12-31 2014-03-26 爱彼思（苏州）自动化科技有限公司 非接触式光泽度仪
CN203758913U (zh) * 2013-12-31 2014-08-06 爱彼思（苏州）自动化科技有限公司 非接触式光泽度仪
US20150192516A1 (en) * 2014-01-09 2015-07-09 Electronics For Imaging, Inc. Method and apparatus for automatic measurement of various qualities of printed sheets
CN103884650A (zh) * 2014-03-28 2014-06-25 北京大恒图像视觉有限公司 一种多光源线阵成像系统及方法
CN105136685A (zh) * 2015-08-18 2015-12-09 杭州远方光电信息股份有限公司 一种光学特性测量装置
CN205826533U (zh) * 2016-07-08 2016-12-21 广州市麦吉高分子材料有限公司 非接触式光泽度仪
CN206648944U (zh) * 2017-04-21 2017-11-17 上海仪电物理光学仪器有限公司 一种多角度光泽度仪的光学系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈凌;: "新型ARM光泽计的设计", 自动化仪表, no. 02, pages 66 - 68 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111366562A (zh) * 2020-03-24 2020-07-03 上海海洋大学 一种珍珠光泽度的精准快速检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106990046B (zh) 2023-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6291418B2 (ja) 光学測定用配置および関連方法
CN108760765A (zh) 一种基于侧视相机拍摄的表面损伤缺陷检测装置及方法
CN103698013B (zh) 产品色差光泽度自动检测设备
JP7339643B2 (ja) 溶液に浸された眼用レンズの屈折力および厚さを検査するためのシステムおよび方法
CN104568781A (zh) 一种光柱镭射纸张颜色和光柱质量自动检测和评价方法
CN106018431A (zh) 一种实木板材表面裂纹的检测系统和检测方法
EP1866625A2 (en) Glass inspection systems and methods for using same
JP3445722B2 (ja) 表面検査装置および表面検査方法
CN106959292A (zh) 用于带材缺陷检测快速确定精准成像方案的系统
CN109827974B (zh) 一种树脂滤光片膜裂检测设备及检测方法
CN108287165A (zh) 缺陷检查方法及缺陷检测系统
WO2021203683A1 (zh) 一种用于陶瓷砖分级分色的检测装置
JPWO2006106707A1 (ja) 色彩検査装置
TW201514471A (zh) 透明介質上之裝飾的檢查系統與方法
CA2612237C (en) Method and system for measuring the curvature of an optical surface
CN206648944U (zh) 一种多角度光泽度仪的光学系统
CN106990046A (zh) 一种多角度光泽度仪的光学系统及其实现方法
JP6782449B2 (ja) 表面検査方法及びその装置
CN204373781U (zh) 一种光柱镭射纸张颜色和光柱质量自动检测系统
US20100295939A1 (en) Table gauge
CN204705594U (zh) 氟化钙平晶表面光洁度测试仪
TWI289662B (en) The defect testing apparatus for testing the backside of glass substrate
JP2000258351A (ja) 外観検査装置および外観検査方法
TWI672493B (zh) 用於檢測面板斑紋的光學檢測系統及其方法
CN109344489B (zh) 一种基于皮革表面缺陷检测的led自由曲面阵列设计方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant