一种测量素面镭射材料光栅常数的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种测量素面镭射材料光栅常数的装置，属于颜色测量装置技术领域，该装置主要由置样台、照明光源、光电成像镜头、CCD探测器和计算机组成；照明光源设置于待测样品表面的法线一侧，光学成像镜头和CCD探测器设置于待测试样表面的法线方向，光学成像镜头和CCD探测器与计算机连接；置样台上设置旋转轴和卡位，置样台可以水平旋转45°，计算机通过对样品在原位及水平旋转45°两个位置进行彩色图像的捕获和处理，获得被测素面镭射材料的光栅常数变化范围。采用本实用新型专利技术装置对素面镭射材料光栅常数进行测量，可快速、方便得出素面镭射材料的光栅常数范围。

【技术实现步骤摘要】
一种测量素面镭射材料光栅常数的装置
本技术涉及一种测量素面镭射材料光栅常数的装置，属于颜色测量装置

技术介绍
镭射纸可经过镭射材料转印、加工后形成，在光照下呈现亮彩虹效果，在包装印刷领域有着广泛应用。不同类型的镭射纸会产生不同的颜色效果，主要是由其微观结构的不同引起的，但是人眼并不能区分镭射纸即其相关镭射材料的微观结构。在进行镭射材料微观结构(光栅常数)测量时，可选用激光共聚焦形貌测量显微镜和超景深三维视频显微镜直接观测，但是设备成本较高，并不能在包装印刷企业中被广泛应用。专利CN104330240B提出了一种使用多角度分光光度计测量光柱镭射纸光栅常数的方法。但由于光柱镭射材料的微观结构是一维的，素面镭射材料的光栅结构是x，y方向二维的，所以用来测量两种镭射材料光栅常数的方法并不能通用。专利CN106950182A提出了一种判别不同素面镭射材料微观结构的方法，但是在测量时需要先采集材料的色度值L*，通过L*调节不同素面镭射材料的初始位置，且需要用多角度分光光度计测量，价格较高，在测量时需要旋转镭射材料，使用也较不方便。基于此，提供一种更快速、方便地得出镭射纸的光栅常数范围的装置，是目前需要解决的关键问题。
技术实现思路
为了快速、方便地实现对素面镭射材料微观光栅常数的测定，本技术提供了一种装置，利用该装置能够根据素面镭射材料颜色变化来推算其光栅常数范围。采用该装置避免了使用高倍数放大镜来检测素面镭射材料的光栅常数和使用多角度分光光度计等颜色测量仪器计算光栅常数。为实现上述目的，本技术采取以下技术方案：一种测量素面镭射材料光栅常数的装置，该装置包括置样台、照明光源、光电成像镜头、CCD探测器(CCD传感器)和计算机；置样台用于放置素面镭射材料样品，照明光源设置于待测样品表面的法线一侧，光学成像镜头和CCD探测器设置于待测试样表面的法线方向，光学成像镜头和CCD探测器与计算机连接；所述的置样台上设置旋转轴和卡位，所述的置样台可以光学成像镜头和CCD探测器的接收方向为轴水平旋转45°。优选的，所述计算机通过对样品在原位(未旋转)及水平旋转45°两个位置进行彩色图像的捕获和处理，获得被测素面镭射材料的光栅常数变化范围。优选的，所述照明光源用于均匀照射放置在置样台上的素面镭射材料平面上一定面积的区域，光学成像镜头和CCD探测器用于捕获镭射材料经光源照射后形成的图像，计算机用于控制图像的捕获，并对数字图像的RGB信息进行处理，获得被测素面镭射材料的光栅常数变化范围。优选的，所述的置样台可在置样台和样品所在水平面内绕中心顺时针或逆时针方向旋转45°，照明光源照射在置样台的中心处；选择的素面镭射材料测量区域为任一无明显划痕、无蹭脏的平整区域作为图像采集区域，目的是为了避免脏污部分对采集图像的颜色效果的干扰。优选的，所述的计算机包括显示模块、控制模块和计算模块，显示模块和控制模块相连接，控制模块分别与CCD探测器以及计算模块相连接，所述控制模块包括第一图像捕获控制模块和第二图像捕获控制模块，所述计算模块包括RGB数值读取模块和光栅方程计算模块，所述RGB数值读取模块分别与第一图像捕获控制模块、第二图像捕获控制模块以及光栅方程计算模块相连接，光栅方程计算模块与显示模块相连接。优选的，所述的照明光源为白光点光源，照明光源色温为5000-6500k，具有可见光范围内的连续光谱分布。优选的，所述的照明光源的入射角度为照明光源发出的光线与待测试样表面法线方向(法线是指垂直于待测试样表面的直线)的夹角α，为避免一级和二级衍射光对图像颜色的影响，照明角度α的变化范围可为15°～30°。优选的，所述的装置中还包括准直透镜，准直透镜设置于照明光源的光路上(照明光源经过透镜会聚后到达被测样品)，照明光源发出的光通过准直透镜会聚在较为集中的范围照射在素面镭射材料上。优选的，所述照明光源的发光强度与工业彩色CCD和成像镜头的感光性能相匹配，以获得响应数值在0～255间均衡分布的数字影像。优选的，所述光学成像镜头和CCD探测器置于素面镭射材料表面的法线方向上，在计算机控制下接收素面镭射材料经光源照射后形成的彩色数字图像，所述的CCD探测器和光学成像镜头采集到的图像为RGB影像。优选的，所述的CCD探测器和光学成像镜头的影像分辨率为600dpi。所述的工业彩色CCD和成像镜头具有动、静态彩色数字图像捕获功能，并要求在线度为1cm左右的视场物面上的最小分辨尺寸小于45μm，即保证捕获的图样数字图像分辨率不低于600dpi。所述的计算机通过CCD系统的驱动软件捕获素面镭射材料的彩色数字图像，输出颜色范围不低于48bit。优选的，所述计算机通过自身的控制模块和CCD系统的驱动软件捕获被测图样的彩色数字图像，并读出图像的RGB数值；计算机将得到的彩色图像结合可见光范围内不同波长的光所对应的RGB值变化，根据颜色结合光栅方程，得到光栅常数的范围；样品在原位(未旋转)及水平旋转45°分别进行彩色图像的捕获和处理，取两个计算结果的交叉范围，作为该素面镭射材料的光栅常数范围。计算机根据可见光范围380～780nm不同波长的光所对应的RGB值变化，由光栅方程计算其在一级和二级衍射下得到的光栅常数范围；所述的光栅方程为d(sini+sinj)＝kλ；其中，d为光栅周期(光栅常数)，i为入射角，j为衍射角，λ为入射光波长，k为衍射级数，k＝±1,2,3……。采用上述装置测量素面镭射材料光栅常数的方法，包括如下步骤：(1)在置样台上放置并固定素面镭射材料；(2)选择照明点光源，将照明光源设置于待测试样表面的法线一侧，将光学成像镜头和CCD探测器设置于待测试样表面的法线方向，CCD探测器和光学成像镜头与计算机连接，通过计算机进行彩色图像的捕获；(3)以光学成像镜头和CCD探测器的接收方向为轴，将置样台连带其上的素面镭射材料水平旋转45°，再次进行彩色图像的捕获；(4)根据捕获到的两次彩色影像的颜色信息变化，结合光栅方程得到待测试素面镭射材料的光栅常数范围。有益效果：本技术的装置采用照明光源照射放置在置样台上的素面镭射材料，CCD探测器和光电成像镜头采集素面镭射材料上无划痕、无蹭脏区域经光源照射后形成的彩色图像，计算机连接光电成像镜头和CCD探测器，用来进行图像的捕获。该装置的使用方法是通过样品在原位(未旋转)及水平旋转45°两个位置采集到的彩色图像结合光栅方程推算素面镭射材料的光栅常数范围。采用本技术装置对素面镭射材料光栅常数进行测量，可快速、方便得出素面镭射材料的光栅常数范围。同时可避免使用高倍数放大镜来检测素面镭射材料的光栅常数和使用多角度分光光度计计算光栅常数。下面通过附图和具体实施方式对本技术做进一步说明，但并不意味着对本技术保护范围的限制。附图说明图1是本技术测量素面镭射材料光栅常数的装置结构示意图。图2是为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量素面镭射材料光栅常数的装置，其特征在于：该装置主要由置样台、照明光源、光电成像镜头、CCD探测器和计算机组成；置样台用于放置素面镭射材料样品，照明光源设置于待测样品表面的法线一侧，光学成像镜头和CCD探测器设置于待测试样表面的法线方向，光电成像镜头和CCD探测器与计算机连接；所述的置样台上设置旋转轴和卡位。/n

【技术特征摘要】
20190312 CN 20192031040911.一种测量素面镭射材料光栅常数的装置，其特征在于：该装置主要由置样台、照明光源、光电成像镜头、CCD探测器和计算机组成；置样台用于放置素面镭射材料样品，照明光源设置于待测样品表面的法线一侧，光学成像镜头和CCD探测器设置于待测试样表面的法线方向，光电成像镜头和CCD探测器与计算机连接；所述的置样台上设置旋转轴和卡位。


2.根据权利要求1所述的测量素面镭射材料光栅常数的装置，其特征在于：所述的计算机包括显示模块、控制模块和计算模块，显示模块和控制模块相连接，控制模块分别与CCD探测器以及计算模块相连接，所述控制模块包括第一图像捕获控制模块和第二图像捕获控制模块，所述计算模块包括RGB数值读取模块和光栅方程计算模块，所述RGB数值读取模块分别与第一图像捕获控制模块、第二图像捕获控制模块以及光栅方程计算模块相连接，光栅方程计算模块与显示模块相连接。


3.根据权利要求1所述的测量素...

【专利技术属性】
技术研发人员：李婵，吕伟，黄敏，李修，习永惠，
申请(专利权)人：深圳劲嘉集团股份有限公司，安徽安泰新型包装材料有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44