CN2504616Y - 光谱色度测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光谱色度测量仪。它包括光路上的光源(2)、透镜和光谱探测器(8),以及电连接光源(2)和光谱探测器(8)的数据测控器(11),特别是光路上串接有光转向件、参考板(6)、样品板(7)和积分球(5),所说的光转向件为置于电机(10)轴上的反射镜(9)及将反射镜(9)反射的光折向样品板(7)的反射镜(4),所说的电机(10)与数据测控器(11)电连接。它能测量到半球方向的反射比光谱,且分辨率高,还能在不同标准的光源下测得样品的色度、亮度以及与标准样品的色差值,其测量的波段也较宽;它可广泛地用于涂料生产、印染、以及生物化学领域中,以实现对样品的反射、吸收光谱、色度、色差等技术参数的测量。

Description

光谱色度测量仪

一、技术领域

本实用新型涉及一种光谱色度测量仪。

二、背景技术

目前，人们为了解决颜色显示、视觉效果比对的实时测量问题，常使用光谱仪。如在2001年6月出版的《光学仪器》第23卷3期杂志中“用线阵CCD实现光谱测试的虚拟仪器”一文曾公开了一种光谱自动测量装置，在该光谱自动测量装置中，有依次设置的光源、透镜、单色仪和电荷耦合器件CCD及与其电连接的数据测控器。但是，这种装置存在着不足之处，首先，因其只能获得某单个方向的反射比，故而其测量的精度差；其次，无法获得与标准样品的色差值，也即无视觉效果比对的测试能力；再次，可测的频谱宽度较窄，对于反射比和吸光度仅能对可见光波段进行测量，使其使用范围较小。

三、发明内容

本实用新型要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处而提供一种光谱色度测量仪。

所采用的技术方案包括光路上的光源、透镜和光谱探测器，以及电连接光源和光谱探测器的数据测控器，特别是光路上串接有光转向件、参考板、样品板和积分球，所说的光转向件为置于电机轴上的反射镜及将反射镜反射的光折向样品板的反射镜，所说的电机与数据测控器电连接。作为技术方案的进一步改进，所述的其上开有入射口、出射口的积分球位于光转向件与参考板和样品板间的光路上，所说的反射镜与参考板间的光路经入射口、出射口贯穿积分球，所说的反射镜与样品板间的光路经入射口、出射口贯穿积分球，所说的光谱探测器置于出射口处；所述的光源位于透镜的焦点上；所述的透镜为凸透镜；所述的光谱探测器为光路上依次设有物镜、场镜、入射狭缝、球面反射镜、平面反射光栅和探测件，所说的场镜位于物镜的焦平面上，且将物镜成像至入射狭缝上，所说的入射狭缝的缝宽与探测件的单个像元的直径相同，所说的入射狭缝和探测件的光敏面位于球面反射镜的焦平面上，所说的平面反射光栅到球面反射镜顶点的距离为球面反射镜焦距的0.8-0.9倍。

相对于现有技术，由于在测量光路中增置了积分球，使其通过积分球能够测量到半球方向的反射比光谱，且分辨率高；又由于参考板与样品板的同时使用，使其可在不同标准的光源下均能测得样品的色度、亮度以及与标准样品的色差值，且能测出样品的吸光度；再由于光谱探测器中的球面反射镜和平面反射光栅构成的多色仪，使其测量的波段大为拓宽了；第四，将积分球置于光转向件与参考板和样品板间的光路上，便于积分球能更全方位地接收参考板或样品板的漫反射，从而使色度值的测量与照射方向和观测方向无关。

四、附图说明

图1是本实用新型的一种基本结构示意图。

图2是图1中的光谱探测器的一种基本结构示意图。

图3是用本实用新型测量一块粉红色样品板的结果图。

五、具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选方式作进一步详细的描述。

参见图1、图2，光路上分别设有凹面反射镜1、光源2、凸透镜3、反射镜(9，4)、积分球5、参考板6、样品板7和光谱探测器8，其中，光源2置于凹面反射镜1和凸透镜3的焦点处；积分球5上开有入射口(51，52)和出射口(53，54，55)，其入射口51和出射口53位于贯穿其内腔的反射镜9与参考板6间的光路上、入射口52和出射口54位于贯穿其内腔的反射镜4与样品板7间的光路上，出射口55处设有光谱探测器8；置于电机10轴上的反射镜9位于凸透镜3与积分球5间，其与反射镜4的角度设置为能使光路经其后折向样品板7。光谱探测器8由光路上依次设有的物镜81、场镜82、入射狭缝83、球面反射镜84、平面反射光栅85和探测件86构成，其中，场镜82位于物镜81的焦平面上，并将物镜81成像至入射狭缝83上，其作用是使物镜81与入射狭缝83共轭，使视场由长方形变成圆形；入射狭缝83的缝宽与探测件86的单个像元的直径相同，球面反射镜84和平面反射光栅85构成多色仪，入射狭缝83和探测件86的光敏面位于球面反射镜84的焦平面上，球面反射镜84起准直和成像的双重作用；平面反射光栅85到球面反射镜84顶点的距离为球面反射镜84焦距的0.85倍。数据测控器11分别与光源2、电机10、光谱探测器8电连接。

使用时，先设置好待测的样品板7，例如，此次待测的为粉红色的样品板7，打开数据测控器11开关，由光源2发出的光经凸透镜3后射出平行光；当测量参考板6时，反射镜9在电机10轴的转动下移出光路，平行光经入射口51、出射口53穿过积分球5而射向参考板6，该平行光被参考板6漫反射后再经出射口53进入积分球5进行积分，之后由积分球5的出射口55处的光谱探测器8接收，最终被光谱探测器8中的探测件86接收并经数据测控器11处理成可视信息；当测量样品板7时，反射镜9在电机10轴的转动下移入光路，反射镜9将平行光折射向反射镜4，再由反射镜4将其经入射口52、出射口54穿过积分球5而射向样品板7，该平行光被样品板7漫反射后再经出射口54进入积分球5进行积分，之后同测量参考板6一样，由数据测控器11处获得测量的结果。此次的测量结果如图3所示，图中的纵坐标为反射率、横坐标为波长、曲线代表不同波长的反射率，图中的符号X、Y、Z分别代表样品在CIE1931标准色度系统中的色度坐标，图中同时给出了样品板7的颜色。

Claims (5)

1、一种光谱色度测量仪，包括光路上的光源(2)、透镜和光谱探测器(8)，以及电连接光源(2)和光谱探测器(8)的数据测控器(11)，其特征在于：光路上串接有光转向件、参考板(6)、样品板(7)和积分球(5)，所说的光转向件为置于电机(10)轴上的反射镜(9)及将反射镜(9)反射的光折向样品板(7)的反射镜(4)，所说的电机(10)与数据测控器(11)电连接。

2、根据权利要求1所述的测量仪，其特征是其上开有入射口(51，52)、出射口(53，54，55)的积分球(5)位于光转向件与参考板(6)和样品板(7)间的光路上，所说的反射镜(9)与参考板(6)间的光路经入射口(51)、出射口(53)贯穿积分球(5)，所说的反射镜(4)与样品板(7)间的光路经入射口(52)、出射口(54)贯穿积分球(5)，所说的光谱探测器(8)置于出射口(55)处。

3、根据权利要求1所述的测量仪，其特征是光源(2)位于透镜的焦点上。

4、根据权利要求3所述的测量仪，其特征是透镜为凸透镜(3)。

5、根据权利要求1所述的测量仪，其特征是光谱探测器(8)为光路上依次设有物镜(81)、场镜(82)、入射狭缝(83)、球面反射镜(84)、平面反射光栅(85)和探测件(86)，所说的场镜(82)位于物镜(81)的焦平面上，且将物镜(81)成像至入射狭缝(83)上，所说的入射狭缝(83)的缝宽与探测件(86)的单个像元的直径相同，所说的入射狭缝(83)和探测件(86)的光敏面位于球面反射镜(84)的焦平面上，所说的平面反射光栅(85)到球面反射镜(84)顶点的距离为球面反射镜(84)焦距的0.8-0.9倍。

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