一種基于led光源的反射光譜測量儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于LED光源的反射光譜測量儀，其包括一雙積分球結(jié)構(gòu)：第一測量積分球和第二光源積分球；其中，第一測量積分球和第二光源積分球的內(nèi)壁均設(shè)置漫反射涂層；復(fù)合LED光源安裝在第二光源積分球的內(nèi)壁上，第一測量積分球上設(shè)置有樣品測試孔和出光孔，第二光源積分球上設(shè)置有照明光源光出射孔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其采用LED作為反射光譜測量儀的測量光源，具有光源壽命長、響應(yīng)快、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。另外，用多個LED光源組合成復(fù)合LED光源，保證了照明光源在可見光光譜范圍內(nèi)有充足的光譜分布。
【專利說明】一種基于LED光源的反射光譜測量儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型技術(shù)涉及到反射光譜測量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種基于LED光源 的反射光譜測量儀。

【背景技術(shù)】
[0002] 反射光譜測量是顏色測量的基本手段，通過獲得被測樣品表面可見光范圍內(nèi)的光 譜反射率曲線計(jì)算得到顏色三刺激值和其它色參數(shù)。分光顏色測量儀器的前身為分光光度 計(jì)，這兩種儀器都用于測量被測樣品的光譜反射比或光譜透射比。由于分光光度計(jì)的技術(shù) 的各項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，這些技術(shù)在在測色儀器中得到了很好的繼承。光譜掃描式的顏 色測量儀器，結(jié)構(gòu)與分光光度計(jì)非常相似，多采用0/D幾何條件。便攜式分光測色儀提供了 D:0、45:0等其它幾何條件。在便攜式的測色儀器中，一般采用分光設(shè)計(jì)方法，簡稱分光測色 儀。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于LED光源的雙光路分光測色儀。傳統(tǒng)的分光測色儀多采用鹵鎢 燈或氙燈作為測試光源。鹵鎢燈是顏色測量中最常使用的可見光波段的光源。鹵鎢燈的高 穩(wěn)定性使其非常適合于作為顏色測量的照明光源或輻射定標(biāo)光源。鹵鎢燈最重要的特點(diǎn)是 它的輸出譜線非常平滑，無斷裂、尖峰或凹陷，如圖1所示。但是鹵鎢燈光譜分布在短波和 紫外部分能量不足。這種情況會導(dǎo)致兩個問題：1.短波部分的測量信號信噪比較低，影響 測量重復(fù)性。2.不能提供對熒光材料進(jìn)行測量時需要的紫外光譜能量。
[0003] 另外，鹵鎢燈的功耗較高，使得儀器的工作時間相應(yīng)縮短。如果要在分光測色儀中 應(yīng)用鹵鎢燈作為測試光源，應(yīng)針對以上做優(yōu)化考慮。氙燈光源在可見光和紫外的光譜范圍 具有很好的光譜能量分布，如圖2所示。很多分光測色儀器都采用脈沖氙燈作為照明光源。 但是，脈沖氙燈的功耗大、壽命相對低。
[0004] 有鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)有待改進(jìn)和提尚。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型目的在于提供一種基于LED光源的反射光譜測 量儀。旨在解決現(xiàn)有反射光譜測量儀存在的壽命低、重復(fù)性差等問題。
[0006] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0007] -種基于LED光源的反射光譜測量儀，其中，包括一雙積分球結(jié)構(gòu)：第一測量積分 球和第二光源積分球；
[0008] 其中，第一測量積分球和第二光源積分球的內(nèi)壁均設(shè)置漫反射涂層；復(fù)合LED光 源安裝在第二光源積分球的內(nèi)壁上，第一測量積分球上設(shè)置有樣品測試孔和出光孔，第二 光源積分球上設(shè)置有照明光源光出射孔；
[0009] 復(fù)合LED光源中每個LED發(fā)出來的光在第二光源積分球的內(nèi)部進(jìn)行反射勻化后， 從第二光源積分球的照明光源光出射孔入射到第一測量積分球內(nèi)部；在第一測量積分球內(nèi) 反射后，照射到第一測量積分球的樣品測試孔對應(yīng)的被測樣品上，經(jīng)過被測樣品的反射光 通過出光孔進(jìn)入分光光路，進(jìn)行光譜分析。
[0010] 優(yōu)選地，所述的基于LED光源的反射光譜測量儀，其中，所述LED光源為復(fù)合LED 光源。
[0011] 優(yōu)選地，所述的基于LED光源的反射光譜測量儀，其中，所述第一測量積分球的整 體開口面積小于第一測量積分球的球體內(nèi)表面面積的10%。
[0012] 優(yōu)選地，所述的基于LED光源的反射光譜測量儀，其中，所述第一測量積分球?yàn)橹?徑IOOmm的球體，第二光源積分球?yàn)橹睆絀Omm的球體，照明光源光出射孔為直徑3mm的圓 形開孔，樣品測試孔的直徑為11_。
[0013] 優(yōu)選地，所述的基于LED光源的反射光譜測量儀，其中，所述漫反射涂層為白色漫 反射涂層。
[0014] 優(yōu)選地，所述的基于LED光源的反射光譜測量儀，其中，所述復(fù)合LED光源包括7 個LED光源。
[0015] 有益效果：
[0016] 本實(shí)用新型的基于LED光源的反射光譜測量儀，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其采用LED作為 反射光譜測量儀的測量光源，具有光源壽命長、響應(yīng)快、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。另外，用多個LED光 源組合成復(fù)合LED光源，保證了照明光源在可見光光譜范圍內(nèi)有充足的光譜分布。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的鹵鎢燈的光譜分布的示意圖。
[0018] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)的氙燈光源的光譜分布的示意圖。
[0019] 圖3為本實(shí)用新型的基于LED光源的反射光譜測量儀的較佳實(shí)施例的示意圖。
[0020] 圖4為本實(shí)用新型的基于LED光源的反射光譜測量儀的較佳實(shí)施例中復(fù)合LED光 源的光譜的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 本實(shí)用新型提供一種基于LED光源的反射光譜測量儀，為使本實(shí)用新型的目的、 技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描 述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0022] 請參閱圖3,其為本實(shí)用新型的基于LED光源的反射光譜測量儀的較佳實(shí)施例的 示意圖。如圖所示，所述基于LED光源的反射光譜測量儀包括一雙積分球結(jié)構(gòu)：第一測量積 分球100和第二光源積分球200 ;其中，第一測量積分球100和第二光源積分球200的內(nèi)壁 均設(shè)置漫反射涂層；復(fù)合LED光源210安裝在第二光源積分球200的內(nèi)壁上，第一測量積分 球100上設(shè)置有樣品測試孔110和出光孔120,第二光源積分球200上設(shè)置有照明光源光出 射孔220。
[0023] 具體來說，復(fù)合LED光源210中每個LED發(fā)出來的光在第二光源積分球200的內(nèi) 部進(jìn)行反射勻化后，從第二光源積分球200的照明光源光出射孔220入射到第一測量積分 球100內(nèi)部；在第一測量積分球100內(nèi)反射后，照射到第一測量積分球100的樣品測試孔 110對應(yīng)的被測樣品10上，經(jīng)過被測樣品10的反射光通過出光孔進(jìn)入分光光路，進(jìn)行光譜 分析。至于后續(xù)的分光光路以及光譜分析，其與本方案無關(guān)，均采用現(xiàn)有技術(shù)的方案，這里 就不做描述了。
[0024] 需要注意的是，本方案中第二光源積分球200內(nèi)部放射的復(fù)合LED光源210,由于 第二光源積分球200的勻化作用，復(fù)合LED光源210中每個LED的光強(qiáng)角分布在第二光源 積分球200中的相對位置，不會對照明光源光出射孔220的出射光均勻性和強(qiáng)度產(chǎn)生影響。
[0025] 進(jìn)一步地，為了保證照明光在積分球內(nèi)能夠充分勻化，需要保證第一測量積分球 的開口面積要小于球體內(nèi)表面整體面積的10%，實(shí)際情況下，開口面積越小越好。通過使用 第二光源積分球，可以保證照明光源光出射孔的面積盡量小。在本方案中，所述第一測量積 分球?yàn)橹睆絀OOmm的球體，第二光源積分球?yàn)橹睆絀Omm的球體，照明光源光出射孔為直徑 3mm的圓形開孔，樣品測試孔的直徑為Ilmm0
[0026] 進(jìn)一步地，所述漫反射涂層為白色漫反射涂層。
[0027] 更進(jìn)一步地，復(fù)合LED光源是由若干個LED組成的復(fù)合光源，在本實(shí)施例中，所述 復(fù)合LED光源包括7個LED光源，LED的組成如下表所示。在對樣品表面進(jìn)行測量時，需要 將這幾個LED同時點(diǎn)亮，以獲得在可見光光譜范圍內(nèi)充足的光譜分布。
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于LED光源的反射光譜測量儀，其特征在于，包括一雙積分球結(jié)構(gòu)：第一測量 積分球和第二光源積分球； 其中，第一測量積分球和第二光源積分球的內(nèi)壁均設(shè)置漫反射涂層；復(fù)合LED光源安 裝在第二光源積分球的內(nèi)壁上，第一測量積分球上設(shè)置有樣品測試孔和出光孔，第二光源 積分球上設(shè)置有照明光源光出射孔； 復(fù)合LED光源中每個LED發(fā)出來的光在第二光源積分球的內(nèi)部進(jìn)行反射勻化后，從第 二光源積分球的照明光源光出射孔入射到第一測量積分球內(nèi)部；在第一測量積分球內(nèi)反射 后，照射到第一測量積分球的樣品測試孔對應(yīng)的被測樣品上，經(jīng)過被測樣品的反射光通過 出光孔進(jìn)入分光光路，進(jìn)行光譜分析。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LED光源的反射光譜測量儀，其特征在于，所述LED光源 為復(fù)合LED光源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LED光源的反射光譜測量儀，其特征在于，所述第一測量 積分球的整體開口面積小于第一測量積分球的球體內(nèi)表面面積的10%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于LED光源的反射光譜測量儀，其特征在于，所述第一測量 積分球?yàn)橹睆?00mm的球體，第二光源積分球?yàn)橹睆?0mm的球體，照明光源光出射孔為直 徑3mm的圓形開孔，樣品測試孔的直徑為llmm〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LED光源的反射光譜測量儀，其特征在于，所述漫反射涂 層為白色漫反射涂層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于LED光源的反射光譜測量儀，其特征在于，所述復(fù)合LED 光源包括7個LED光源。
【文檔編號】G01J3/10GK204255502SQ201420688487
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月14日
【發(fā)明者】廖浩然, 葉朝達(dá), 舒全回, 陳加男, 袁琨 申請人:中國計(jì)量學(xué)院