一种基于多色LED光谱成像的测色装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于多色LED光谱成像的测色装置，包括：积分球，所述积分球开设有用于对准待测品的待测品窗口，以及用于供所述待测品的反射光线穿过的出射窗口；成像光路，所述成像光路正对所述积分球上的出射窗口；图像传感器，所述图像传感器正对所述成像光路，所述成像光路位于所述图像传感器与出射窗口连线之间，用于接收所述待测品窗口处的所述待测品的反射光线；位于积分球内的照明部件，所述照明部件包括多个等带宽的LED光源序列，用于向所述积分球内部投射连续谱光；所述积分球内，设置有整形装置，匀化前的LED光源经所述整形装置整形。本实用新型专利技术中，在满足积分球理想条件的情况下，由单次测量得到的光谱数据更加准确。准确。准确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多色LED光谱成像的测色装置


[0001]本技术涉及光谱反射比测量、颜色测量技术、图像测量领域，具体为一种基于多色LED光谱成像的测色装置。

技术介绍

[0002]在涂料、五金、油漆、织物测色领域，常需要对待测品平面进行图像分析。分光光度计通常用于在预定范围内的邻接光谱带中捕获和记录目标表面的光谱信息，其记录的光谱信息通常在相对较宽的光谱范围内具有相对较高光谱分辨率。然而，基于分光光度计的系统不适用于分析大样品区域或提供合适的空间分辨率，因为输出可包括“光谱平均化”，不能测量含有相同非纯色图案的物体表面色差。另外，由于待测品的单位面积上通常包含多种色块，例如织物表面含有花纹、图案、渐变色等，若采用分光测色仪/分光探测器，则需要更换更小测量口的尺寸以满足单一色块的测量，但通常测量口最小只能测量2mm到4mm直径的面积，而且不同大小测量口的数据往往存在差别。
[0003]多光谱成像技术是一种利用多个光谱通道的成像系统以获取多个光谱波段图像并进行处理、传递、存储、显示、复制等的技术。为了获取多个光谱波段，常规的，如美国专利USUS7603031可通过采用照明特征和滤波器件组合的各种组合来提供附加的光谱模式。中国专利CN210346910U也提出了一种高光谱的测量仪通过转动切换装置切换多个位于积分球外部成像光路上的窄带滤光片以获得多个光谱波段图像，进一步地，为了避免窄带滤光片本身边缘透光率对测量结果的影响，设置了与多个窄带滤光片相匹配的多光源。此时，在该套装置的一次测量工作中，既需要先对窄带滤光片进行切换，相对应的，也需要切换与该窄带滤光片相对应的特定光源，增加了一次测量的时间。并且由于光谱图像包含三维的信息，即具有两个空间维度(x，y)和一个光谱维度(λ)，从而为了提高光谱分辨率，需要增加光谱通道数，从而得到表征平面颜色的多个光谱波段图像的时间越长。另外，该方案中引入了多光源，每一光源的不理想状态被放大，使得对前述多个光谱波段图像进行颜色再现以及光谱重构的测量结果不准确。
[0004]另外，多光谱成像光路的构建中，由于积分球输出的光谱、光辐射具有较好的朗伯特性和较高的均匀度，积分球常作为理想的匀光装置用于成像系统。从而，多光谱成像的光路设计也需要考虑理想积分球的条件，以减小测量误差。
[0005]因此，光谱反射比测量、颜色测量技术、图像测量领域，亟需一种具备高速图像捕捉能力、合适的光谱分辨率、合适的空间分辨率、大图像采集区域的测色装置。

技术实现思路

[0006]基于此，本技术提出一种具备高速图像捕捉能力、合适的光谱分辨率、合适的空间分辨率、大图像采集区域的基于多色LED的测色装置，包括：
[0007]积分球，所述积分球开设有用于对准待测品的待测品窗口，以及用于供所述待测品的反射光线穿过的出射窗口；
[0008]成像光路，所述成像光路正对所述积分球上的出射窗口；
[0009]图像传感器，所述图像传感器正对所述成像光路，所述成像光路位于所述图像传感器与出射窗口连线之间，用于接收所述待测品窗口处的所述待测品的反射光线；
[0010]位于积分球内的照明部件，所述照明部件包括由多个等带宽的LED光源组成的光源序列，用于向所述积分球内部投射连续谱光；
[0011]所述积分球内，设置有整形装置，匀化前的LED光源经所述整形装置整形。
[0012]因此，本申请实施例测色装置，能够实现基础的光源经积分球散射，照射到待测品窗口，经待测品的平面反射，依次通过成像光路、出射窗口被图像传感器接收的测量过程。考虑到要实现多光谱的测量，在积分球内设置多个等带宽的LED光源序列，只需切换光源分别进行单次的光谱测量以获取完整地光谱反射曲线，测量速度快。并且由于LED光源的波形不理想，在积分球内对LED光源进行整形处理，使得匀化后的光源在照射到待测品时效果更好，这对于多光谱成像来说是重要的，每一通道测量数据准确性高，那么在对测量数据进行处理而得到成像更加准确。
[0013]可选的，在一种可能的实施方式中，至少一个所述LED光源在射到积分球内壁的光路上设置有与其匹配的滤光片。
[0014]可选的，在另一种可能的实施方式中，每一LED光源在射到积分球内壁的光路上设置有滤光片架。
[0015]可选的，所有LED光源的组合光谱范围覆盖400nm至700nm。
[0016]可选的，所述LED光源与滤光片封装为光源模组。
[0017]可选的，所述积分球上半部分为半球形、下半部分为圆锥形，所述LED光源设置在所述积分球上半部分，LED光源与待测品窗口的连线设有挡板。
[0018]可选的，所述光源、图像传感器与电子系统连接，电子系统驱动光源发光并读取图像传感器的数据。
[0019]可选的，待测品窗口的待测品通过成像光路被图像传感器探测。
[0020]可选的，所述出射窗口的中心和所述待测品窗口的中心之间的连线与待测品窗口的法线夹角为8度。
[0021]可选的，所述出射窗口的中心和所述待测品窗口的中心之间的连线与待测品窗口的法线夹角为0度。
[0022]在结合附图阅读本技术的具体实施方案的以下描述之后，本技术的其它方面和特征对于本领域普通技术人员将变得显而易见。
附图说明
[0023]图1为本技术一实施方式中测色装置的示意图；
[0024]图2为本技术一实施方式中测色装置另一示意图；
[0025]图3为本技术一实施方式中测色装置的光路示意图；
[0026]图4为本技术一实施方式中平均间隔20nm的LED光源组合光谱理想分布示意图；
[0027]图5为本技术另一实施方式中测色装置的示意图；
[0028]图6为本技术另一实施方式中测色装置的另一示意图；
[0029]图7为本技术另一实施方式中测色装置的光路示意图；
[0030]主要元件符号说明
[0031]测色装置10积分球101待测品窗口1011出射窗口1012光吸收阱1013通光通道1014环状间隙1015环状1016成像光路102LED光源103图像传感器104电机105滤光片架106滤光片107
具体实施方式
[0032]为了使技术的目的、原理、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，正如本
技术实现思路
部分所述，此处所描述的具体实施例用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0033]需要特别说明的是，根据说明书的文字或者
技术实现思路
可以确定的连接或位置关系，为了图画的简洁进行了部分的省略或者没有画出全部的位置变化图，本说明书未明确说明省略的或者没有画出的位置变化图，不能认为没有说明，为了阐述的简洁，在具体阐述时不再一一进行说明，在此统一说明。
[0034]测色装置是一种通过采集待测品的反射光信息以测量待测品颜色的仪器。在进行实际测量过程中，影响待测品的颜色测量结果除本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多色LED光谱成像的测色装置，其特征在于，包括：积分球，所述积分球开设有用于对准待测品的待测品窗口，以及用于供所述待测品的反射光线穿过的出射窗口；成像光路，所述成像光路正对所述积分球上的出射窗口；图像传感器，所述图像传感器正对所述成像光路，所述成像光路位于所述图像传感器与出射窗口连线之间，用于接收所述待测品窗口处的所述待测品的反射光线；位于积分球内的照明部件，所述照明部件包括由多个等带宽的LED光源组成的光源序列，用于向所述积分球内部投射连续谱光；所述积分球内，设置有整形装置，匀化前的LED光源经所述整形装置整形。2.如权利要求1所述的测色装置，其特征在于，至少一个所述LED光源在射到积分球内壁的光路上设置有与其匹配的滤光片。3.如权利要求1所述的测色装置，其特征在于，每一LED光源在射到积分球内壁的光路上设置有滤光片架。4.如权利要求2或3所述的测色装置，其特征在于，所有LED光源的组合光谱范围覆盖400nm...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄洁锋，李生佩，
申请(专利权)人：苏州威褔光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：