CN211927696U - 一种快速空间反射率分布测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种快速空间反射率分布测量装置，包括外罩，样品台，待测样品，一个或以上的照明光源，及成像测量装置，其中，外罩的内表面设有漫反射涂层；待测样品放置在样品台上；外罩上设置有一个或以上的入射窗口；照明光源的光束通过入射窗口照射待测样品，并经待测样品反射至外罩的内表面；成像测量装置靠近样品台设置，且成像测量装置的视场角部分或全部覆盖照明光源经待测样品反射后在外罩的内表面形成的像。通过成像测量装置对待测样品受照明光源照射后在外罩内表面的像进行拍摄，来快速获得待测样品在各个方位角的反射值，不仅可以避免多方位测量定位精度的影响，同时也大大提高了测量效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电测试领域，具体涉及一种快速空间反射率分布测量装置。
背景技术
自然界物体的反射大部分表现为非博朗性，即目标的反射特性和波长及入射、反射的几何方向相关。测量物体的双向反射分布函数（Bidirectional ReflectanceDistribution Function，简称BRDF）可以准确地描述物体的这种方向反射异性，BRDF反应了物体的本质属性。
现有技术中，通常通过光源照射物体，传感器在空间各个方向观测物体，处理各观测方向的反射值，来表征出物体的方向反射特性。但是这种测量方式下的测量精度受很多因素影响，例如光源、传感器的定位精度，光源入射方向以及观测方向的数量，以及环境中的杂散光等等；不仅如此，传统测量方式由于需要逐个方向进行数据的收集，其测量效率也相对较低。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种快速空间反射率分布测量装置，旨在解决现有技术中对物体反射特性的测量精度和效率较低等问题。
本实用新型公开一种快速空间反射率分布测量装置，包括外罩，样品台，待测样品，一个或以上的照明光源，及成像测量装置，其中，所述外罩的内表面设有漫反射涂层；所述待测样品放置在所述样品台上；所述外罩上设置有一个或以上的入射窗口；所述照明光源的光束通过所述入射窗口照射所述待测样品，并经所述待测样品反射至所述外罩的内表面；所述成像测量装置靠近所述样品台设置，且所述成像测量装置的视场角部分或全部覆盖所述照明光源经所述待测样品反射后在所述外罩的内表面形成的像。
本实用新型公开的一种快速空间反射率分布测量装置，通过设置带有漫反射涂层的外罩，使得待测样品受照明光源照射后的反射光束直接在外罩内表面成像，通过成像测量装置对外罩内表面的像进行拍摄，获取图像的亮度分布，经过数据处理可快速获得待测样品在空间各个方位角的反射值，而不用通过传感器在各个方位角逐一测量，这种方式不仅可以避免多方位测量定位精度的影响，同时也大大提高了测量效率。
需要说明是，采用封闭式的外罩或者在黑暗的测量环境下，可减小环境杂散光对测量结果的干扰。
在一些可选的实施例中，所述样品台可绕Z轴旋转。在照明光源位置不变的前提下，样品台的可旋转，增加反射特性的测量维度。
在一些可选的实施例中，一个或以上的所述照明光源设置在不同入射角对所述待测样品进行照射。一个或以上的照明光源可以实现光源对待测样品的多维度照射，获取更完整、全面的BDRF特性。
在以上可选的实施例中，通过样品台的旋转，以及照明光源的不同入射角设置，可完成对待测样品全方位角的反射特性的测量。
在一些可选的实施例中，所述样品台位于所述外罩的几何中心处。
在一些可选的实施例中，所述成像测量装置靠近所述样品台设置。在成像测量装置的视场角不被待测样品遮挡的前提下，成像测量装置越靠近样品台，拍摄到的反射成像的图像畸变越小，还原性越高。
在一些可选的实施例中，所述成像测量装置为广角相机。通过设置广角相机对外罩内表面的反射成像进行拍摄，可以更加完整的获取反射成像，从而获取全面的反射信息，得到待测样品的BRDF特性。
在一些可选的实施例中，所述成像测量装置包括广角镜头、潜望光学系统及面阵探测器，其中，所述潜望光学系统包括反射镜片。反射镜片通常设置于潜望光学系统的弯折处。反射成像通过广角镜头、反射镜片后，最后进入面阵探测器的接收面。以上实施例设置的成像测量装置，可以使得本实用新型提供的快速空间反射率分布测量装置在设计时有更大的可变动性，通过延伸设置的成像测量装置，可以在有限空间内，根据实际情况完成仪器的配置和组装。
在以上可选的实施例中，所述成像测量装置的视场角的拍摄范围优选为150°或以内。150°或以内的拍摄视场角可以使得像的畸变在可控可校准的范围内，过大的视场角会影响最终的测量精度。
在一些可选的实施例中，所述外罩为半球形。规则的外罩形状，例如半球形，可以获取分布更加均匀的像，利于对成像测量装置拍摄图像的后期处理和分析。待测样品在外罩内表面的像的大小、形状和亮度分布与待测样品的表面属性、待测样品在外罩中的几何位置以及外罩的几何形状有关。
需要说明的是，此处外罩的形状并不以半球形为限，也可以是长方体状、正方体状、椭圆体状、或球体的一部分等等，此处仅为示例。
在一些可选的实施例中，还包括基板，所述外罩设置在所述基板上；所述基板上设有两个或以上的窗口用于容置所述待测样品和所述成像测量装置。需要说明的是，此处样品台可容置与窗口内，也可设置在窗口外，此处不做限制。
在一些可选的实施例中，所述基板至少在所述外罩一侧的表面为黑色。
在以上可选的实施例中，设置基板可防止环境中的杂散光对测量结果进行影响；同时黑色侧面的设置可吸收来自外罩的发射光，防止光在基板上多次反射。
在一些可选的实施例中，还包括图像数据处理装置，通过算法修正所述外罩内表面多次反射对待侧光源投射像带来的影响。由于外罩内表面设置有漫反射涂层，考虑到光线会在漫反射涂层发生多次反射，需将以上情况纳入最后图像处理的修正范围，以保证最终结果的精度。当待测样品反射的光辐射照射到外罩的内表面时，会在内表面产生一次光反射、二次光反射以及多次光反射，成像测量装置测量的是内表面经过混光后的亮度信息，根据外罩和待测样品的几何分布以及内表面涂层的空间漫反射比，可以建立起待测样品分布与内表面亮度的对应关系，通过反卷积计算能够从内表面亮度推算得到待测样品的空间反射率分布情况。
附图说明
附图1 为本实用新型实施例提供了一种快速空间反射率分布测量装置的结构示意图；
附图2为本实用新型实施例提供了另一种快速空间反射率分布测量装置的结构示意图；
附图3为本实用新型实施例提供了又一种快速空间反射率分布测量装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实用新型提供了一种快速空间反射率分布测量装置，参考图1，包括外罩7，样品台5，待测样品4，一个或以上的照明光源2，及成像测量装置6，其中，外罩7的内表面设有漫反射涂层（未示出）；待测样品4放置在样品台5上；外罩7上设置有一个或以上的入射窗口3；照明光源2的光束通过入射窗口3照射待测样品4，并经待测样品4反射至外罩7的内表面；成像测量装置6的视场角部分或全部覆盖照明光源2经待测样品4反射后在外罩7的内表面形成的像。通过成像测量装置拍摄的像可获取待测样品的对照明光源的反射情况，从而得到待测样品的空间反射分布数据
实施例2
本实用新型提供了一种快速空间反射率分布测量装置，参考图2，包括外罩7，样品台5，待测样品4，一个或以上的照明光源2，及成像测量装置6，外罩7的内表面设有漫反射涂层（未示出）；待测样品4放置在样品台5上；外罩7上设置有一个或以上的入射窗口3；照明光源2的光束通过入射窗口3照射待测样品4，并经待测样品4反射至外罩7的内表面；成像测量装置6的视场角部分或全部覆盖照明光源2经待测样品4反射后在外罩7的内表面形成的像。
其中，成像测量装置6为广角相机。样品台5可绕Z轴旋转。还包括基板8，外罩7设置在基板8上；基板8上设有两个或以上的窗口81、82，用于容置待测样品7和成像测量装置6，基板8表面为黑色。
实施例3
本实用新型提供了一种快速空间反射率分布测量装置，参考图2，包括外罩7，样品台5，待测样品4，一个或以上的照明光源2，及成像测量装置6，外罩7的内表面设有漫反射涂层（未示出）；待测样品4放置在样品台5上；外罩7上设置有一个或以上的入射窗口3；照明光源2的光束通过入射窗口3照射待测样品4，并经待测样品4反射至外罩7的内表面；成像测量装置6的视场角部分或全部覆盖照明光源2经待测样品4反射后在外罩7的内表面形成的像。
其中，外罩7为半球形。成像测量装置6包括广角镜头61、潜望光学系统62及面阵探测器63，潜望光学系统包括反射镜片64。样品台5可绕Z轴旋转。还包括基板8，外罩7设置在基板8上；基板8上设有两个或以上的窗口（未示出），用于容置待测样品7和成像测量装置6，基板8表面为黑色。
以上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，以上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，对以上实施例进行修改。本实用新型的保护范围由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种快速空间反射率分布测量装置，其特征在于，
包括外罩，样品台，待测样品，一个或以上的照明光源，及成像测量装置，其中，所述外罩的内表面设有漫反射涂层；
所述待测样品放置在所述样品台上；所述外罩上设置有一个或以上的入射窗口；
所述照明光源的光束通过所述入射窗口照射所述待测样品，并经所述待测样品反射至所述外罩的内表面；所述成像测量装置的视场角部分或全部覆盖所述照明光源经所述待测样品反射后在所述外罩的内表面形成的像。
2.如权利要求1所述的快速空间反射率分布测量装置，其特征在于，所述样品台可绕Z轴旋转。
3.如权利要求1所述的快速空间反射率分布测量装置，其特征在于，一个或以上的所述照明光源设置在所述外罩不同位置对所述待测样品进行照射。
4.如权利要求1所述的快速空间反射率分布测量装置，其特征在于，所述样品台位于所述外罩的几何中心处。
5.如权利要求1所述的快速空间反射率分布测量装置，其特征在于，所述成像测量装置靠近所述样品台设置。
6.如权利要求1所述的快速空间反射率分布测量装置，其特征在于，所述成像测量装置为广角相机；或所述成像测量装置包括广角镜头、潜望光学系统及面阵探测器，其中，所述潜望光学系统包括反射镜片。
7.如权利要求1所述的快速空间反射率分布测量装置，其特征在于，所述外罩为半球形。
8.如权利要求1所述的快速空间反射率分布测量装置，其特征在于，还包括基板，所述外罩设置在所述基板上；所述基板上设有两个或以上的窗口用于容置所述待测样品和所述成像测量装置。
9.如权利要求8所述的快速空间反射率分布测量装置，其特征在于，所述基板至少在所述外罩一侧的表面为黑色。
10.如权利要求1所述的快速空间反射率分布测量装置，其特征在于，还包括图像数据处理装置，通过算法修正所述外罩内表面多次反射对待侧光源投射像带来的影响。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202020533015.5U CN211927696U (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | 一种快速空间反射率分布测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN211927696U true CN211927696U (zh) | 2020-11-13 |
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Family Applications (1)
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| CN202020533015.5U Active CN211927696U (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | 一种快速空间反射率分布测量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN211927696U (zh) |
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2020
- 2020-04-13 CN CN202020533015.5U patent/CN211927696U/zh active Active
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