[發明專利]一種用于測量材料光學特性的光學裝置

在審

• 申請號: 201980069615.0
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN113167728A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 拉斐爾·拉拜拉德;安娜·安德烈妮
• 申請（專利權）人: 法國國立國家公共工程學校
• 主分類號: G01N21/57
• 分類號: G01N21/57
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 李于明

1.一種用于測量材料光學特性的光學裝置，對于入射光的每個球面方向，能夠測量樣本(20)周圍所有空間球面方向上所述樣本(20)的材料的反射光(BRDF)和透射光(BTDF)中的至少一種，所述裝置包括：

-光源(30)，

-測角光度計，被配置用于測量以下至少一項：

ο以球面坐標(θ_in，φ_in)表示的入射光方向，

ο以球面坐標(θ_out，φ_out)表示的反射光方向，

其主要特征還包括：

-多傳感器成像裝置，被配置用于從所述多傳感器成像裝置在一組層上觀察到的場景的一組點上確定入射光的發射光譜；

所述測角光度計以測光盒(100)的形式呈現，包括：

-在空間三維上的第一鉸接臂(110)，被配置用于支撐所述光源(30)；

-在空間三維上的第二鉸接臂(120)，被配置用于支撐所述樣本(20)或樣本架(10)；

所述第一鉸接臂(110)和所述第二鉸接臂(120)的相對方向是可控的；

所述裝置還可選地包括所述樣本(20)。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括色散屏(40)，其位置和空間方向最好是可調節的。

3.根據權利要求2所述的裝置，還包括存儲器，所述存儲器包括以下至少一項：

-第一對應表，包括在幾何標定步驟期間代替所述樣本(20)的鏡面反射元件的坐標點(X，Y)與其在所述色散屏(40)上的反射之間的對應關系，可有多個入射；

-第二對應表，包括在光學標定后計算得出的乘法系數；以及

-第三對應表，包括高光譜相機(50)的坐標(U，V)的像素與對應值(θ_in，φ_in，θ_out，φ_out；x和y)之間的對應關系，

所述測光盒(100)還可選配以下至少一項：

-掃描激光器，被配置用于在檢測存在的情況下，抑制所述光源(30)、所述第一鉸接臂(110)和所述第二鉸接臂(120)中的至少一項；以及

-與所述光源(30)或所述多傳感器成像裝置集成在一起的偏振濾光器，其偏振軸可選地為可變的。

4.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，所述光學裝置被配置使得由所述多傳感器成像裝置觀察到的場景是：

-所述色散屏(40)

-或所述樣本(20)。

5.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，所述光源(30)被配置用于發射入射光束(70)，所述光束具有等效直徑在0.1mm和20mm之間的圓形截面，可選地為可改變的，并且能夠產生高達1,000,000勒克斯。

6.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，所述光源(30)包括：

-一組至少3個相鄰的LED，其中一個發白色光，一個發深紅色光，另一個發紫色光，這樣能夠在整個可見光譜范圍內發光；

-或幾個LED，利用半反射薄片將各個光束混合在一起，

-所述光源(30)可選地被配置為片上系統(SOC)。

7.根據權利要求2至6中任一項所述的裝置，其中，所述色散屏(40)包括具有高朗伯反射率的含氟聚合物涂層。

8.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，所述多傳感器成像裝置為高光譜相機(50)。

9.根據權利要求8所述的裝置，其中，所述高光譜相機(50)包括一個波長分離裝置，能夠實現入射光或反射光的光譜分解。

10.根據權利要求8或9所述的裝置，其中，所述高光譜相機(50)被配置用于逐列觀察所述色散屏(40)或所述樣本(20)，并確定高光譜圖像每個像素的光譜、亮度和發光度。

11.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，包括計算器，被配置用于針對與所述樣本(20)相關的坐標系中的一組點(x，y)，計算以下至少一項：

-從入射光的值(θ_in，φ_in)和反射光的值(θ_out，φ_out)到樣本(20)的法線的地理圖；以及

-全局紋理化的BRDF，這是局部BRDF的集合，所述樣本(20)紋理的每個像素都通過某一局部BRDF來表征。