[发明专利]用于角度色度测量的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于诸如建筑玻璃板的领域的角度色度测量(angular colorimetry)的设备和方法。 

背景技术

高能效涂层正在越来越多地被用于建筑和汽车玻璃及其他应用。其使用逐渐受到政府标准所管理，并且这些涂层根据规格的不同而变得很复杂，它们必须满足阳光透射、红外透射的控制，并且保温成为更进一步的要求。 

确实，为了满足提高能效的要求，已经发现需要将至少某些涂层沉积为多层干涉堆。(参考Coated Glass Applications and Markets，R.Hill and S.Nadel，published by BOC Coating Technology，FairfieldCA，1999，其全部内容以引用的方式并入本文中)。当以接近法线入射进行观察时，这些堆具有特定的反射颜色。这些有涂层的玻璃总是被用作由两块薄板(light)构成的双层窗户单元的一部分。这些薄板被密封到窗框内，并且干燥的气体占据这两个薄板之间的空间。建筑玻璃的涂敷表面通常在这种双层单元的从阳光一侧向内计算的第二表面上。外部薄板的玻璃可能是带色彩的，如已经注意到的那样，涂层本身通常具有某种颜色。 

当这种双层窗户(商品名称作隔热玻璃单元或IGU)被用作大的多层楼建筑的外部覆层时，建筑师和其他人希望从各个角度看到均匀的反射颜色。不幸的是，由于对多层涂层堆的设计者而言所公知的原因，这种堆的反射颜色可以随着观察角度而发生显而易见的改变。如果不将注意力适当地集中在这方面，颜色改变可能会是非常惊人且不可接受的。这种随着观察角度而发生的颜色的改变在此处被称作角度 颜色变化。 

当从建筑物的外部观察窗户时，在多云天空的光线条件下角度颜色变化更显而易见。来自多云天空的照明光是随机偏振的光，并且其能量在整个可见光谱(白光)上相当均匀地分布。这两种光的特性提高了对反射颜色的感知，并且反射颜色随着主窗设计产品(fenestration product)的角度而改变。 

被观察者感知的从窗户反射的光的颜色是来自包含在窗户单元内的所有反射表面的反射之和。 

如果从除了法线入射之外的任何角度观察，从诸如窗口单元内的表面之类的任何表面镜面反射的光是部分偏振的。在光学领域公知的是，偏振效应随着反射角度而增大，直到达到布儒斯特角为止。然后，超过布儒斯特角之后反射光的偏振倾向于减小，直到掠入射时偏振效应接近零。人眼通常对偏振不敏感，并且能够识别颜色，而不存在偏振误差。 

在许多情况下，通过对有限数量的样品进行视觉检查，来对角度颜色变化进行控制。这种方法的主要缺点是其依赖于颜色匹配的主观判断，在某种程度上不同的检查员常常会产生不同的感知，因为大约5％的男性人口具有某种红/绿颜色视觉缺陷。 

发明内容

本发明的一个目的是提供一种光谱反射率设备，其克服了现有技术中所存在的问题。 

本发明的另一个目的是提供一种光谱反射率设备，其能够以坚固的(rugged)并且节约成本的形式提供玻璃涂层和类似产业所需要的角度颜色变化数据，并且其适于用作质量控制工具，并且适用于涂层和建筑窗户开发。 

这些和其他目的的变化提供在本发明的某些实施例中。 

在本发明的一个实施例中，提供一种设备，其用于测量具有前反射表面和后反射表面的物体的反射率特性。该设备包括：样品台，其 用于放置该物体；光源，其被配置为发射白光；检测器，其被配置为检测来自该物体的反射光；以及定位装置，其被配置为相对于该样品台上的该物体为该光源和检测器提供多个角度位置，使得该物体上的入射光被朝向该检测器镜面反射，并且在该检测器处接收到的反射光包括从该物体的前表面反射和从该物体的至少一个后表面反射。 

在本发明的一个实施例中，提供一种方法，其用于测量具有前反射表面和至少一个后反射表面的物体的反射率特性。该方法包括在改变入射角度的条件下照亮该物体；以各个镜面反射的角度收集来自该物体的前反射表面和后反射表面的反射光；将该反射光波长分解为色谱；以及分析作为波长的函数的色谱的强度。 

应当理解，对本发明的前面的概述和后面的详细描述都是示范性的，而不是对本发明的限定。 

附图说明

当结合附图进行考虑时，通过参考后面的详细描述，将容易获得对本发明更完整的理解及其许多附带的优点，因为其变得更好理解，其中： 

图1是记录来自玻璃板的反射光的传统仪器的示意图；