多功能颜色测量和观察系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多功能颜色测量和观察系统，该系统包括一个带刻度的弧形悬臂，弧形悬臂通过一个连接轴固定在一个支架上，弧形悬臂上装有物镜系统，物镜系统连接光源或测量装置或观察装置，物镜系统通过滑动装置在弧形悬臂上滑动并固定。物镜系统中的物镜筒还可以沿一滑轨滑动，物镜筒上光学镜片的聚焦点也可以前后、左右调节，测量或观察的几何条件是通过物镜系统在悬臂上的滑动实现的，微小区域的测量或观察是通过调整物镜筒上光学镜片的聚焦点实现的。本发明专利技术能够以非接触方式测量和观察规则和不规则表面，对于某个测量点，可以得到不同几何条件的测量数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种颜色测量和观察系统，尤其是一种适用于表面不规则物体颜色测量和 观察的系统。
技术介绍
国际照明委员会(Commission International d，Eclairage，简称CIE)和美国材料 与试验学会(Araercan Society for Testing and Materials,简称ASTM)推荐的用于颜 色测量的几何条件主要有如下几种 漫射照明，垂直观察。 垂直照明，漫射观察。 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。 漫射照明，漫射观察，包含镜面成分。 45°环形照明，垂直观察。 垂直照明，45°环形观察。 垂直照明，垂直观察。另外，对于具有珍珠色(pearlescent)或金属色(metallic)的材料，ASTM推荐多 角度几何条件逆定向反射角(aspecular angle) 15° 、 45° 、 110°测量。以上的几何条件，结合适当的照明体，即光源，以及测量器件，如光谱仪、光电二极 管、光电倍增管等，或观察器件，如目镜、摄像头等，就可以构成一个完整的颜色测量和 观察硬件系统。依据上述几何条件构造的颜色测量和观察系统，可以测量和观察平面或者接近平面的 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。在某些领域，如文物保护行业，需要对表面不规则的物体测量和观察颜色，如古陶瓷、 漆器、岩洞壁画等，并且需要对文物进行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。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中的缺点，提供了一种能够实现不规则表面颜色测量和观察的 装置。本专利技术的技术方案概述如下一种多功能颜色测量和观察系统，其特征在于包括一个带刻度的弧形悬臂，弧形悬臂 通过一个连接轴固定在一个支架上，弧形悬臂上装有物镜系统，物镜系统连接光源或测量 或观察装置，物镜系统通过滑动装置在弧形悬臂上滑动并固定。所述连接轴包括固定块和旋转轴，所述固定块上有角度刻度，弧形悬臂相对于固定块 通过旋转轴旋转，旋转角度按照固定块上的角度刻度设定，其中旋转角度的设定可以采用 手动也可以采用电机来控制。所述滑动装置釆用滑动块并用紧丝固定，或者采用强磁铁材料的滑动连接装置。所述物镜系统有一个或多个，每个物镜系统至少连接一个光源或一个测量装置或一个 观察装置，或者每个物镜系统连接一个光源和一个测量装置，或者每个物镜系统连接一个 光源和一个观察装置。所述物镜系统包括物镜筒、光学镜片、滑轨、可调的旋丝、顶丝；所述物镜筒安装在 滑轨上并采用顶丝固定；所述可调的旋丝用于对光学镜片的聚焦点进行左右、前后移动调 节，其中物镜筒沿滑轨滑动及物镜聚焦点的调节可以手动也可以利用电机来控制。所述测量装置可以是光谱仪、颜色传感器，或者是其他的测量装置，观察装置可以是 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。所述物镜系统与光源或者测量装置或者观察装置的连接方式为光纤，或者未采用任何 光学器件的直接连接，或者经过透镜、反射镜、半透半反镜、滤光片连接、或者各类镜片 的组合连接，或者其他光学器件连接方式。所述光谱仪或其他测量装置和计算机相连，由计算机控制测量和收集数据。 所述物镜系统在弧形悬臂上的滑动，可以手动也可以利用电机来控制。 测量或观察的几何条件是通过物镜系统在悬臂上的滑动实现的，微小区域的测量或观察是通过调整聚焦点实现的。与现有技术相比，本专利技术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。对于某个测量点，可以得到不同几何条件的测量数据。附图说明图1A是近似垂直照明/45°测量方案结构视图。图1B-1是物镜系统与弧形悬臂系统相连接的正面视图。图1B-2是物镜系统与弧形悬臂系统相连接的左视图。图1C是近似垂直照明/45。测量方案物镜系统40滑动到(X+40) °位置的结构视图。图1D是近似45°照明/45°测量方案物镜系统40置于0。位置结构视图。图1E是近似45°照明/45°测量方案物镜系统40置于(X+40) °结构视图。图lF是珍珠色(pearlescent)和金属色(metallic)测量方案逆定向反射角(aspecular angle) 15°位置结构试图。图1G是珍珠色(pearlescent)和金属色(metallic)测量方案逆定向反射角(aspecular angle) 45°位置结构视图。图1H是说明珍珠色(pearlescent)和金属色(metallic)测量方案逆定向反射角 (aspecular angle) 110°结构视图。图2A是顶部连接轴截面图。图2B是固定块上的角度刻度的视图。图3A是物镜系统结构主视图。图3B是物镜系统结构俯视图。其中IOO指完整的方案系统，IO指顶部连接轴，20指弧形悬臂系统，30和40指物镜 系统，50和60指光源，70指光谱仪，80指计算机，90指支架。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述-如图1A所示，弧形悬臂21通过顶部连接轴10与支架90连接。弧形悬臂21上有两个可通过滑动块滑动的物镜系统30、 40。物镜系统30经由光纤39与光源50连接，物镜 系统40经由光纤49与光谱仪70、光源60连接。光谱仪70与PC机80，经由RS232串口 或USB或其他方式相连。该方案中，利用PC机80控制光谱仪70并采集处理数据。被测 物体99放置于弧形悬臂21下方。顶部连接轴10,主要包括一个固定块12和一个旋转轴13。固定块12上，有角度刻 度ll，旋转轴13的旋转角度可以依角度刻度11准确设定，并由顶丝17加以固定。旋转 轴13经由连接件14和弧形悬臂21连接。固定块12上面由一个过孔18，与支架90连接， 由顶丝15、 16加以固定。如图2A、 2B所示。物镜系统30连接一个滑动块46，该滑动块46连接一个紧丝35。当旋松紧丝35时， 物镜系统30可以利用滑动块46，在悬臂21上滑动。当旋紧紧丝35时，可使物镜系统30 稳定地固定在悬臂21上。利用物镜系统30这一特点，可以使物镜系统30依据悬臂21的 刻度准确定位。如图1B-l所示是物镜系统与弧形悬臂系统相连接的正面视图，图lB-2所 示是物镜系统与弧形悬臂系统相连接的左视图。物镜系统40具有与物镜系统30相同的滑 动定位装置。物镜系统30有一个汇聚透镜片36，可以对光线聚焦。透镜片36的位置位于物镜筒 38的末端，如图3A、 3B所示。物镜筒38可以沿着燕尾滑轨37滑动，并由顶丝34固定。 光学镜片的聚焦点位置，可以通过旋丝32、 33进行左右、前后调节。物镜系统40具有与 物镜系统30相同的物镜筒、透镜片和调节装置。该实施方案的具体操作如下首先将被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能颜色测量和观察系统，其特征在于包括一个带刻度的弧形悬臂，弧形悬臂通过一个连接轴固定在一个支架上，弧形悬臂上装有物镜系统，物镜系统连接光源或测量装置或观察装置，物镜系统通过滑动装置在弧形悬臂上滑动并固定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]