本发明专利技术涉及一种大幅面光谱分光成像测色装置，它包括光源、分光成像主机、机柜、PC机、光学平台；所述光源为45°/0°照明，分光成像主机包括扩束光路、LCTF液晶可调谐滤波器、中继光路和CCD探测器。本发明专利技术装置优点是：可应用于测量大幅面的色彩样品，在RGB显示器上实现彩色图像的可视化再现；测量方式属于面测量，在保证测量精度的前提下提高了工作效率；应用面广，包括适用于各种高精度的色彩复制场合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种大幅面光谱分光成像测色装置。
技术介绍
产品颜色的准确与否、是否存在差异性，将直接影响着产品的质量，尤其是色彩复制行业，如纺织、印刷、油漆、文物和艺术品复现等。目前，常见的测色仪器主要是色差计和光谱测色仪，其中色差计采用光电积分式原理，将可见光范围内所有波长的光线一次性积分，得到被测样品的三刺激值，并根据三刺激值计算出色品坐标、色差等其他参数。但其测色精度不高，不能测出被测样品表面的光谱特征。光谱测色仪通过测量物体表面反射光各个波长的光功率分布来确定颜色信息，根据结构形式不同分为机械式扫描和电子式扫描。机械式扫描是采用单色仪来对被测物体的反射光进行分光，由于受单色仪机械结构的限制，扫描速度慢，工作效率较低；电子式扫描采用光电探测器，扫描速度较机械式更快，工作效率更高，同时具有较高的精度，是目前较为常用的颜色检测仪器。实际应用中，色差计和光谱测色仪还存在着缺点，即测色时都是点测量，不能获取被测样品的图像信息，因而不能直接应用于色彩复制。
技术实现思路
本专利技术的目的是，为弥补现有技术的缺点，提供一种大幅面光谱分光成像测色装置，该装置能实现一次测量过程在幅面尺寸≥200mm×200mm下对被测样品任意位置颜色（光度和色度参数）的测量，同时在RGB显示器上实现彩色图像的可视化再现。本装置在保证测量精度的前提下，提高检测效率，将现有的点测量扩展到面测量，特别能用于大幅面图像的色彩复制。本专利技术的技术方案是：一种大幅面光谱分光成像测色装置，它包括光源、分光成像主机、机柜、PC机、光学平台；所述光源为45°/0°照明，分光成像主机包括扩束光路、LCTF（Liquid Crystal Tunable Filter）液晶可调谐滤波器、中继光路和CCD探测器。进一步的技术方案是：所述的大幅面光谱分光成像测色装置，其机柜分别与光源、分光成像主机、以及PC机连接；光源输出功率和灯箱姿态可调，在可见光谱段内提供近似CIE标准光源的照明环境。所述的大幅面光谱分光成像测色装置，其扩束光路由若干片扩束光路透镜组成，中继光路由若干片中继光路透镜组成。所述的大幅面光谱分光成像测色装置，其扩束光路、LCTF液晶可调谐滤波器、中继光路和CCD探测器采用两段式平行光路，扩束光路与中继光路通过平行光路衔接；光路经过前端的扩束光路后，形成平行光入射至LCTF液晶可调谐滤波器中，并且经过LCTF液晶可调谐滤波器之后，仍以平行光入射至中继光路中，成像在CCD探测器靶面上。所述的大幅面光谱分光成像测色装置，其LCTF液晶可调谐滤波器为分光成像主机的分光器件，位于扩束光路和中继光路之间。所述的大幅面光谱分光成像测色装置，其机柜包括电源模块和工控机；电源模块为光源和分光成像主机提供所需的电源；工控机中安装有多光谱图像采集与控制软件，用于LCTF液晶可调谐滤波器和面阵CCD探测器的联动控制，完成所有通道光谱图像的采集，同时对光谱图像数据完成包括去除暗噪声、中值滤波以及图像非均匀性校正的预处理。所述的大幅面光谱分光成像测色装置，其PC机包括多光谱图像色彩管理软件，用于实现多光谱图像色彩信号在RGB显示器上的高保真可视化再现，同时完成图像任意位置光度和色度参数的测量。所述的大幅面光谱分光成像测色装置，其光源有2套，共计12根D65标准光源， 该2套光源灯箱分布在装置两侧；光源的输出功率及灯箱姿态由机柜调控。所述的大幅面光谱分光成像测色装置，其扩束光路由四组五片扩束光路透镜组成， 中继光路C由六组八片中继光路透镜组成。所述的大幅面光谱分光成像测色装置，其测量幅面≥200mm×200mm。结合本专利技术的技术方案、工作原理对本专利技术的技术效果说明如下：本专利技术采用LCTF液晶可调谐滤波器为核心分光器件、面阵式CCD为成像器件搭建的多光谱成像测色系统，通过采集被测样品色彩的窄带光谱信号，重建可见光谱段内的光谱分布，实现对幅面内任意位置色彩信号的检测。被测样品经光源45°照射0°投射到分光成像主机中，机柜控制分光成像主机中的液晶可调谐滤波器分光后在面阵CCD探测器像平面上成像，探测器输出的RAW图像经编码重新组织为光谱图像数据，经谱色空间映射后在PC机上实现彩色图像的可视化及颜色测量。机柜解析PC机发送的指令配置文件，获取图像采集控制指令。在解析上位机控制指令后，控制分光器件LCTF的分光控制和CCD相机的拍摄。图像采集流程是：设置LCTF的中心波长和采样间隔，待LCTF分光完成后，控制CCD相机曝光，系统采集相应波段的多光谱图像数据，采集完毕后LCTF分光到下一中心波长，CCD相机再次拍摄获取下一波段的多光谱图像数据，如此循环，直至完成所有波段的多光谱图像采集。采集完毕后，对多个通道的原始图像去除暗噪声和随机噪声后进行图像均匀性校正，最后对校正补偿后的多通道光谱图像添加相应的标记信息，并重新组织为多通道光谱图像，以TIFF文件存储在本地存储器中，供PC机访问。PC机中安装有多光谱图像色彩管理软件，通过线性化校准、通道内编码、通道间编码、光谱空间映射和谱色映射等数据处理，实现了多光谱图像色彩信号在RGB电子显示器件上的高保真可视化再现及颜色的测量。本专利技术装置具有以下优点：1.该装置可应用于测量大幅面的色彩样品。2.该装置测量方式属于面测量，在保证测量精度的前提下提高了工作效率。3.应用面广，包括适用于各种高精度的色彩复制场合。可实现一次测量过程在幅面尺寸≥200mm×200mm下对被测样品任意位置光度和色度参数的检测，同时在RGB显示器上实现彩色图像的可视化再现。附图说明图1是本专利技术装置组成示意图。图2是本专利技术装置的分光成像主机光学系统图。图中：1—光源；2—分光成像主机；3—机柜；4—PC机；5—光学平台；A—扩束光路；B—LCTF液晶可调谐滤波器；C—中继光路；D—CCD探测器；A1、A2、A3、A4、A5—扩束光路透镜；C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8—中继光路透镜。具体实施方式结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明如下：实施例1：是本专利技术装置的一个基本实施例。如图1、2所示，一种大幅面光谱分光成像测色装置，其特征在于，它包括光源1、分光成像主机2、机柜3、PC机4、光学平台5；所述光源1为45°/0°照明，分光成像主机2包括扩束光路A、LCTF液晶可调谐滤波器B、中继光路C和CCD探测器D。实施例2：是在实施例1基础上的进一步的实施例。所述的大幅面光谱分光成像测色装置，其机柜3分别与光源1、分光成像主机2、以及PC机4连接；光源1输出功率和灯箱姿态可调，在可见光谱段内提供近似CIE标准光源的照明环境。所述的扩束光路A由若干片扩束光路透镜A1、A2、A3、A4、A5组成，中继光路C由若干片中继光路透镜C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8组成。所述的扩束光路A、LCTF液晶可调谐滤波器B、中继光路C和CCD探测器D采用两段式平行光路设计，扩束光路与中继光路通过平行光路衔接，为提高光学系统的装调像质，降低LCTF在光路中对像质的影响程度，光路经过前端的扩束光路A后，形成平行光入射至LCTF液晶可调谐滤波器B中，并且经过LCTF液晶可调谐滤波器B之后，仍以平行光入射至中继光路C中，成像在CCD探测器D靶面上。所述的LCTF液晶可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大幅面光谱分光成像测色装置，其特征在于，它包括光源（1）、分光成像主机（2）、机柜（3）、PC机（4）、光学平台（5）；所述光源（1）为45°/0°照明，分光成像主机（2）包括扩束光路（A）、LCTF液晶可调谐滤波器（B）、中继光路（C）和CCD探测器（D）。
【技术特征摘要】
1.一种大幅面光谱分光成像测色装置，其特征在于，它包括光源（1）、分光成像主机（2）、机柜（3）、PC机（4）、光学平台（5）；所述光源（1）为45°/0°照明，分光成像主机（2）包括扩束光路（A）、LCTF液晶可调谐滤波器（B）、中继光路（C）和CCD探测器（D）。2.根据权利要求1所述的大幅面光谱分光成像测色装置，其特征在于，机柜（3）分别与光源（1）、分光成像主机（2）、以及PC机（4）连接；光源（1）输出功率和灯箱姿态可调，在可见光谱段内提供近似CIE标准光源的照明环境。3.根据权利要求1所述的大幅面光谱分光成像测色装置，其特征在于，扩束光路（A）由若干片扩束光路透镜（A1、A2、A3、A4、A5）组成，中继光路（C）由若干片中继光路透镜（C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8）组成。4.根据权利要求3所述的大幅面光谱分光成像测色装置，其特征在于，扩束光路（A）、LCTF液晶可调谐滤波器（B）、中继光路（C）和CCD探测器（D）采用两段式平行光路，扩束光路与中继光路通过平行光路衔接；光路经过前端的扩束光路（A）后，形成平行光入射至LCTF液晶可调谐滤波器（B）中，并且经过LCTF液晶可调谐滤波器（B）之后，仍以平行光入射至中继光路（C）中，成像在CCD探测器（D）靶面上。5.根据权利要求1或4所述的大幅面光谱分光成像测色装置，其特征在于，LCTF液...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文君，陈生奇，侯绿，张智文，唐耿彪，张国伟，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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