便携式积分球模块化设计

对实际积分球内部辐射度分布的精确分析取决于入射光通量的分布、实际积分球设计的几何细节和积分球涂层的反射率分布函数，以及安装在开口端口或积分球内部的每个设备的表面。较佳空间性能的设计准则是基于较大限度地提高涂层反射率和相对于所需的开口端口和系统设备的积分球直径。反射率和开口端口比例对空间积分的影响可以通过考虑达到入射到积分球表面的总通量所需的反射次数来说明。经过n次反射后产生的辐射度可以与稳态条件下相比较。积分球是一个内壁涂有白色漫反射材料的空腔球体，又称光度球，光通球等。便携式积分球模块化设计

较常见的积分球结构测色仪器为d/8结构，也有d/0结构。关于d/8结构测色仪，有两种丈量模式SCI和SCE；采用SCI丈量色彩能够有用的消除去物体外表纹路对色彩丈量的影响，进而取得物体的真实色彩特征。积分球作为一种测量旋转角速度和加速度的仪器，具有精度高、操作简便等优点，在导航、航天、机器人、运动追踪、虚拟现实、游戏控制和运动医学等领域有普遍的应用前景。随着技术的发展，积分球的应用将会越来越普遍。以上就是积分球的原理和典型应用的简要介绍。便携式积分球模块化设计在光学测量中，积分球提供了稳定的、无阴影的光照环境。

积分球辐射度，入射到漫射表面上的光通过反射产生一个虚拟光源。从表面发出的光较好用它的辐射度来描述，即每单位立体角的通量密度。辐射度是一个重要的工程量，因为它可以预测光学系统在观察被照射表面时所能收集到的光通量的数量。对于积分球，辐射度推导考虑了入射到积分球内的光、积分球壁反射率、积分球表面积、光进行的多次表面反射以及通过开口端口的损失。进入积分球体的光通过初始反射几乎完全漫射。离开表面的一小部分光到达另一个表面区域并被漫反射，依此类推。这种辐射度交换一次又一次地发生，直到它在空间上整合。

成像和非成像校准用均匀光源，积分球可以近乎完美的创造均匀光源。辐射度是离开光源或辐射面的每个立体角的通量密度。辐照度是落在表面上的通量密度，在表面的平面上测量。积分球光源的输出孔径在设计正确的情况下，可以产生接近完美的多光谱漫射光源和朗伯光源，与视角无关。积分球内部装置，包括挡板、灯具和灯座，会吸收辐射源的部分能量，降低球体的空间均匀性。通过在所有可能的表面上使用高反射漫反射涂层，可以改善空间均匀性的降低。积分球的设计巧妙，通过多次反射使光线混合均匀。

球体倍增因子对表面反射率极为敏感。选择漫反射涂层或材料会对给定设计的辐射度产生很大影响（如图3所示）。所示的两种涂层都具有高反射率，在350至1350 nm范围内的反射率超过95%。因此，对于相同的积分球，人们可能预期不会有明显的辐射度增加。然而，辐射度的相对增加大于反射率的相对增加，其系数等于球体倍增因子。虽然其中一种涂层在一定波长范围内比另一种提供2%到15%的反射率增加，但相同的积分球设计将导致辐射度增加40%至240%。较大的增加发生在1400纳米以上的近红外光谱区域。积分球的使用，极大地提高了光学测量的效率和准确性。便携式积分球模块化设计

积分球与计算机图形学结合，为三维建模、渲染等提供技术支持。便携式积分球模块化设计

将待测样品置于球壁或球心，把光束引入球内，并依次照射样品和球内壁的高漫反射涂层（或已知反射比的标准反射体），从样品及球内壁反射的光束，经球内多次反射后，在球壁产生的辐射照度与样品及球内初次被照面的反射比有关。在球内壁另一位置的探测器将分别产生两个输出信号，其比值即为样品反射比的一定测量。若用标准反射体，则探测器的两个输出信号比就是样品与标准反射体的反射比之比值，因此给出反射比的相对测量。将待测样品置于球壁或球心，把光束引入球内（或在入射孔处放一漫透射体），并在入射孔与样品之间用挡板屏蔽。进入球内的光束经多次反射后，使球壁成为一个理想的漫射光源。将探测器一次对准样品和球壁某部位测量，其比值就是样品的反射比。便携式积分球模块化设计