[发明专利]便携式多功能光纤比色计

权利要求书

1.一种便携式多功能光纤比色计，其特征在于：该比色计由发射光纤(1)、耦合透镜(2)、LED白光光源(3)、稳压电源(4)、接收光纤(5)、准直透镜(6)、光阑(7)、TCS230颜色传感器(8)、单片机(9)、RS232串口(10)和液晶显示屏(11)所组成；其中，发射光纤(1)和接收光纤(5)组成探头；LED白光光源(3)通过发射光纤(1)对被测物进行主动式照明，探头采用光纤柔性连接，光纤探头能够任意弯曲，满足对不同角度测量，且能够深入被测物腔孔内部进行探测；探头前有可伸缩套筒，探头隐藏于套筒内3～5mm，探头不受外部环境的影响；套筒前端安装软塑料或者猪鬃套的头套，以适应不同表面的检测；根据被测对象的不同，输入不同形式的比色卡模块，单片机对检测结果进行自动判别检测，避免人为主观因素引起的判读误差。

2.一种采用如权利要求1所述的光纤比色计进行比色的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将发射光纤靠近被测样品上，打开光源开关，LED白光光源(3)发出的白光经耦合透镜(2)，进入发射光纤(1)，并从传导光纤的公共端出射照到被测对象(13)上，反射光被光纤二次接收，经接收光纤(5)和准直透镜(6)及光阑(7)后照射到TCS230颜色传感器(8)上；

2)根据被测物的外形特征调整探头的角度，逐渐改变光源亮度，使得TCS230颜色传感器能够接收到清晰待测物的反射光；通过软件控制单片机内部D/A转换器调节光源的亮度，使传感器在无滤镜情况下通过白光直射，输出的方波频率达到TCS230颜色传感器说明书上提供的白光标准频率20kHz，即完成了白平衡调节，在此基础上可以进行颜色测量；

3)TCS230传感器拥有红、绿、蓝三个原色的滤镜，测量时，分别选择不同滤镜，TCS230传感器将根据光强持续输出一定频率的方波脉冲，根据输出的方波频率与红、黄、蓝三原色标准频率相比较，单片机解算出输入光对应的RGB值；

计算公式如下：

R＝f_red/f_rt×255

G＝f_green/f_gt×255

B＝f_blue/f_bt×255

其中：RGB分别为红、绿、蓝三种色光的色度值；

f_red，f_green，f_blue分别是选通红、绿、蓝滤镜时输出的方波频率；

f_rt，f_gt，f_bt分别是红、绿、蓝滤镜对应的方波输出标准频率值，其中，红光的标准频率值为19kHz，绿光的标准频率值为13.6kHz，绿光的标准频率值为16.4kHz。

3.一种采用如权利要求1所述的光纤比色计进行检测牙齿美白的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将发射光纤靠近被测样品上，打开光源开关，LED白光光源(3)发出的白光经耦合透镜(2)，进入发射光纤(1)，并从传导光纤的公共端出射照到被测对象(13)上，反射光被光纤二次接收，经接收光纤(5)和准直透镜(6)及光阑(7)后照射到TCS230颜色传感器(8)上；

2)根据被测物的外形特征调整探头的角度，逐渐改变光源亮度，使得TCS230颜色传感器可以接收到清晰待测物的反射光；通过软件控制单片机内部D/A转换器调节光源的亮度，使传感器在无滤镜情况下通过白光直射，输出的方波频率达到TCS230颜色传感器说明书上提供的白光标准频率20kHz，即完成了白平衡调节，在此基础上可以进行颜色测量；

3)TCS230传感器拥有红、绿、蓝三个原色的滤镜，测量时，分别选择不同滤镜，TCS230传感器将根据光强持续输出一定频率的方波脉冲，根据输出的方波频率与红、黄、蓝三原色标准频率相比较，单片机解算出输入光对应的RGB值；

计算公式如下：

R＝f_red/f_rt×255

G＝f_green/f_gt×255

B＝f_blue/f_bt×255

其中：RGB分别为红、绿、蓝三种色光的色度值；

f_red，f_green，f_blue分别是选通红、绿、蓝滤镜时输出的方波频率；

f_rt，f_gt，f_bt分别是红、绿、蓝滤镜对应的方波输出标准频率值，其中，红光的标准频率值为19kHz，绿光的标准频率值为13.6kHz，绿光的标准频率值为16.4kHz；；

4)为衡量检测结果，引入国际上通用的VITA比色卡，VITA比色卡由浅至深分为16个色阶，用本比色计预先录入各色阶的频率值范围并存储，测量的过程中，通过对被测牙齿的RGB值与比色卡的存储数据对比，得出对应比色卡的色阶，确定被测牙齿的颜色即所属范围，避免了由于人为主观因素判别引起的误差。