一種雙向反射分布函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，涉及光學(xué)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，用以解決現(xiàn)有雙向反射分布函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)于樣品表面的雙向反射分布函數(shù)測(cè)量效果不佳的問題。所述系統(tǒng)包括：照明方位角轉(zhuǎn)臺(tái)、探測(cè)天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)、探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)、照明天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)、電動(dòng)樣品升降臺(tái)、激光測(cè)距和工業(yè)相機(jī)模塊、光譜儀、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、高功率寬光譜光源、五軸轉(zhuǎn)臺(tái)控制器、計(jì)算機(jī)、照明光傳輸光纖、探測(cè)光傳輸光纖、探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)支架；其中，采用工業(yè)相機(jī)和激光測(cè)距模塊自動(dòng)識(shí)別樣品位置和待測(cè)面，通過各轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)確調(diào)整樣品待測(cè)平面，采用高功率寬光譜輸出光源和光譜儀進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取，全面測(cè)量各個(gè)波長(zhǎng)上的雙向反射分布。本實(shí)用新型專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了四個(gè)維度無死角運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)測(cè)量。的數(shù)據(jù)測(cè)量。的數(shù)據(jù)測(cè)量。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種雙向反射分布函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)
[0001]本技術(shù)涉及光學(xué)測(cè)量
，具體涉及一種雙向反射分布函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
[0002]雙向反射分布函數(shù)(BRDF)表示不同入射條件下物體表面在任意反射角的反射特性，如圖1所示。雙向反射分布函數(shù)是描述材料漫反射特性的重要函數(shù)，它是光輻射的反射幅亮度和入射輻照度的比值。測(cè)量樣品表面的雙向反射分布函數(shù)可以將入射到測(cè)試樣品表面的背景幅照度與樣品對(duì)背景輻射的漫反射亮度聯(lián)系起來，進(jìn)而可以用來分析目標(biāo)的光反射特性。
[0003]根據(jù)雙向反射分布函數(shù)的定義，BRDF測(cè)量系統(tǒng)需要測(cè)得入射光在不同方位角、不同高度角下照射在樣品表面的輻照度Ei與出射光在不同方位角、不同高度角上的輻亮度Lr，不同角度條件下兩者之比Lr/Ei集合即為BRDF。
[0004]現(xiàn)有的雙向反射分布函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)上受到機(jī)械結(jié)構(gòu)限制，多采用兩維或三維運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，測(cè)量維度不足，這與雙向反射分布函數(shù)測(cè)量原理中要求的四維運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)相比，減少了實(shí)現(xiàn)難度的同時(shí)并未真正測(cè)量全部維度的雙向反射分布函數(shù)；測(cè)量參數(shù)上多采用單波長(zhǎng)光源作為照明設(shè)備，采用能量計(jì)作為接收設(shè)備，并不能測(cè)量各個(gè)波長(zhǎng)上的雙向反射分布；測(cè)量需樣品高度確定，才能準(zhǔn)確調(diào)整樣品待測(cè)平面，樣品高度參數(shù)不精確時(shí)，調(diào)整困難，樣品種類多時(shí)，調(diào)整工作繁瑣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0005]鑒于以上問題，本技術(shù)提出一種雙向反射分布函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有雙向反射分布函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)于樣品表面的雙向反射分布函數(shù)的測(cè)量效果不佳的問題。
[0006]一種雙向反射分布函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，包括：照明方位角轉(zhuǎn)臺(tái)、探測(cè)天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)、探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)、照明天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)、電動(dòng)樣品升降臺(tái)、激光測(cè)距和工業(yè)相機(jī)模塊、光譜儀、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、高功率寬光譜光源、五軸轉(zhuǎn)臺(tái)控制器、計(jì)算機(jī)、照明光傳輸光纖、探測(cè)光傳輸光纖、探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)支架；其中，
[0007]所述照明方位角轉(zhuǎn)臺(tái)水平放置于工作臺(tái)上，所述照明方位角轉(zhuǎn)臺(tái)包括第一齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面；所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)支架放置于所述照明方位角轉(zhuǎn)臺(tái)上方，水平固定于工作臺(tái)上，所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)安裝于所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)支架上；其中，所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)支架和所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)均為中空結(jié)構(gòu)；
[0008]所述電動(dòng)樣品升降臺(tái)通過支柱與所述第一齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面連接，所述第一齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面帶動(dòng)所述電動(dòng)樣品升降臺(tái)進(jìn)行水平方向0～360
°
的旋轉(zhuǎn)；所述支柱穿過所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)支架和所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)的中空結(jié)構(gòu)；
[0009]所述探測(cè)天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)固定在第一豎直支架的上部側(cè)面，所述第一豎直支架下方固定連接第一底板，所述第一底板的下表面連接所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)，所述第一豎直支架的下部側(cè)面安裝有所述光譜儀和所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊；
[0010]所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)包括第三齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面，所述第三齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面帶動(dòng)所述第一底板進(jìn)行水平方向0～360
°
的旋轉(zhuǎn)；
[0011]所述探測(cè)天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)包括第二齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面，所述第二齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面連接第一支架，并帶動(dòng)所述第一支架進(jìn)行垂直方向0～90
°
的旋轉(zhuǎn)；所述第一支架上綁定所述探測(cè)光傳輸光纖和所述激光測(cè)距和工業(yè)相機(jī)模塊；所述探測(cè)光傳輸光纖連接所述光譜儀；
[0012]所述照明天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)固定在第二豎直支架的上部側(cè)面，所述第二豎直支架放置于工作臺(tái)上，所述照明天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)包括第四齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面，所述第四齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面連接第二支架，并帶動(dòng)所述第二支架進(jìn)行垂直方向0～90
°
的旋轉(zhuǎn)；所述第二支架上綁定所述照明光傳輸光纖，所述照明光傳輸光纖連接所述高功率寬光譜光源；
[0013]所述五軸轉(zhuǎn)臺(tái)控制器與所述計(jì)算機(jī)、所述照明方位角轉(zhuǎn)臺(tái)、所述探測(cè)天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)、所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)、所述照明天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)、所述電動(dòng)樣品升降臺(tái)分別連接。
[0014]進(jìn)一步地，還包括導(dǎo)電滑環(huán)，所述導(dǎo)電滑環(huán)設(shè)置在所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)和所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)支架的中空結(jié)構(gòu)處，外部控制信號(hào)和供電通過所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)支架傳遞至所述導(dǎo)電滑環(huán)上，經(jīng)由所述導(dǎo)電滑環(huán)傳遞控制信號(hào)給所述探測(cè)天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)、所述電動(dòng)樣品升降臺(tái)，供電給所述光譜儀和所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。
[0015]進(jìn)一步地，所述激光測(cè)距和工業(yè)相機(jī)模塊用于采集樣品圖片，所述激光測(cè)距和工業(yè)相機(jī)模塊與所述計(jì)算機(jī)通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊進(jìn)行無線通信，將采集的樣品圖片傳輸給計(jì)算機(jī)。
[0016]進(jìn)一步地，所述光譜儀與所述計(jì)算機(jī)通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊進(jìn)行無線通信。
[0017]進(jìn)一步地，所述高功率寬光譜光源的功率為150W，光譜范圍為200
?
2500nm。
[0018]進(jìn)一步地，所述五軸轉(zhuǎn)臺(tái)控制器與所述計(jì)算機(jī)、所述照明方位角轉(zhuǎn)臺(tái)、所述探測(cè)天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)、所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)、所述照明天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)、所述電動(dòng)樣品升降臺(tái)之間通過數(shù)據(jù)線連接，以將計(jì)算機(jī)發(fā)送的控制信號(hào)通過數(shù)據(jù)線進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0019]進(jìn)一步地，所述電動(dòng)樣品升降臺(tái)上方設(shè)置有樣品平臺(tái)。
[0020]進(jìn)一步地，所述第一支架包括一個(gè)豎直支架A和一個(gè)水平支架A，豎直支架A的下側(cè)連接所述第二齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面、上側(cè)連接水平支架A，水平支架A上綁定所述探測(cè)光傳輸光纖和所述激光測(cè)距和工業(yè)相機(jī)模塊。
[0021]進(jìn)一步地，所述第二支架包括一個(gè)豎直支架B和一個(gè)水平支架B，豎直支架B的下側(cè)連接所述第四齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面，上側(cè)連接水平支架B，水平支架B上綁定所述照明光傳輸光纖。
[0022]本技術(shù)的有益技術(shù)效果是：
[0023]本技術(shù)采用新型結(jié)構(gòu)及多輔助功能，解決了因結(jié)構(gòu)限制導(dǎo)致測(cè)量維度不足的問題，實(shí)現(xiàn)了照明方位角0～360
°
、探測(cè)方位角0～360
°
、照明天頂角0～90
°
、探測(cè)天頂角0～90
°
四個(gè)維度的無死角運(yùn)動(dòng)；其中，采用工業(yè)相機(jī)和激光測(cè)距模塊自動(dòng)識(shí)別樣品位置和待測(cè)面，通過電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)確調(diào)整樣品待測(cè)平面，避免了樣品高度參數(shù)不精確時(shí)調(diào)整待測(cè)面的困難程度，和樣品種類多時(shí)調(diào)整工作的繁瑣程度；采用高功率寬光譜輸出光源和光譜儀進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取，可以全面測(cè)量各個(gè)波長(zhǎng)上的雙向反射分布。
[0024]本技術(shù)所提出的雙向反射分布函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)玻璃、金屬、塑料、紙張、紡織品、油漆、涂層、光學(xué)膜材料等諸多材料的表面光學(xué)特性的定量分析，對(duì)于研究物質(zhì)、材
料的基礎(chǔ)物理特性和應(yīng)用前景有著重要的意義。
附圖說明
[0025]圖1是雙向反射分布函數(shù)測(cè)量示意圖；
[0026]圖2是本技術(shù)一種雙向反射分布函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是本技術(shù)一種雙向反射分布函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4是360
°
精密電動(dòng)旋轉(zhuǎn)位移臺(tái)的示例圖。
具體實(shí)施方式
[0029]為使本技術(shù)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本技術(shù)實(shí)施例中本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙向反射分布函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括：照明方位角轉(zhuǎn)臺(tái)(1)、探測(cè)天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)(2)、探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)(3)、照明天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)(4)、電動(dòng)樣品升降臺(tái)(5)、激光測(cè)距和工業(yè)相機(jī)模塊(6)、光譜儀(7)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(8)、高功率寬光譜光源(9)、五軸轉(zhuǎn)臺(tái)控制器(10)、計(jì)算機(jī)(11)、照明光傳輸光纖(12)、探測(cè)光傳輸光纖(13)、探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)支架(15)；其中，所述照明方位角轉(zhuǎn)臺(tái)(1)水平放置于工作臺(tái)上，所述照明方位角轉(zhuǎn)臺(tái)(1)包括第一齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面；所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)支架(15)放置于所述照明方位角轉(zhuǎn)臺(tái)(1)上方，水平固定于工作臺(tái)上，所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)(3)安裝于所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)支架(15)上；其中，所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)支架(15)和所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)(3)均為中空結(jié)構(gòu)；所述電動(dòng)樣品升降臺(tái)(5)通過支柱與所述第一齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面連接，所述第一齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面帶動(dòng)所述電動(dòng)樣品升降臺(tái)(5)進(jìn)行水平方向0～360
°
的旋轉(zhuǎn)；所述支柱穿過所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)支架(15)和所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)(3)的中空結(jié)構(gòu)；所述探測(cè)天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)(2)固定在第一豎直支架(21)的上部側(cè)面，所述第一豎直支架下方固定連接第一底板(22)，所述第一底板(22)的下表面連接所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)(3)，所述第一豎直支架(21)的下部側(cè)面安裝有所述光譜儀(7)和所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(8)；所述探測(cè)方位角轉(zhuǎn)臺(tái)(3)包括第三齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面，所述第三齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面帶動(dòng)所述第一底板(22)進(jìn)行水平方向0～360
°
的旋轉(zhuǎn)；所述探測(cè)天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)(2)包括第二齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面，所述第二齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面連接第一支架(23)，并帶動(dòng)所述第一支架(23)進(jìn)行垂直方向0～90
°
的旋轉(zhuǎn)；所述第一支架(23)上綁定所述探測(cè)光傳輸光纖(13)和所述激光測(cè)距和工業(yè)相機(jī)模塊(6)；所述探測(cè)光傳輸光纖(13)連接所述光譜儀(7)；所述照明天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)(4)固定在第二豎直支架(41)的上部側(cè)面，所述第二豎直支架(41)放置于工作臺(tái)上，所述照明天頂角轉(zhuǎn)臺(tái)(4)包括第四齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面，所述第四齒輪傳導(dǎo)控制臺(tái)面連接第二支架(42)，并帶動(dòng)所述第二支架(42)進(jìn)行垂直方向0～90
°
的旋轉(zhuǎn)；所述第二支架(42)上綁定所述照明光傳輸光纖(12)，所述照明光傳輸光纖(12)連接所述高功率寬光譜光源(9)；所述五軸轉(zhuǎn)臺(tái)控制器(10)與所述計(jì)算...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周穩(wěn)穩(wěn)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京創(chuàng)譜科技有限公司，
類型：新型
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