上海梭倫視頻光學接觸角測量儀采用的3D接觸角鏡頭

自2015年美國科諾支持下，上海梭倫在世界上提出3D接觸角概念，用于評估基于接觸角滯后的真實接觸角以來，美國科諾團隊一直在3D接觸角的研發的道路上努力，并界面化學測試的技術發展。2017年，經過美國科諾和上海梭倫團隊的執著研發，我們在*創新性的發明了一個3D接觸角測試鏡頭，可以實現同一張圖片中實時分析多個視角條件下的3D或4D接觸角值。

360度3D接觸角鏡頭結構圖及棱鏡實拍照片

通過3D接觸角鏡頭，可以實現如下PS效果圖出現的全景、多視角條件下的接觸角成像，用以分析基于化學多樣性、表面粗糙度、異構性等造成的接觸角滯后，評估更為真實的情況下的材料的界面化學性質提供更為科學、可靠的分析數據，進而為新材料的研發、功能材料的開發、表面清潔度分析、仿生材料的研究等等提供為的測試工具。

左圖：360環視條件下的3D/4D接觸角示意圖                     

右圖：180度條件下的3D接觸角示意圖

2015年美國科諾授權上海梭倫的3D接觸角中，我們在*提出了3D接觸角的概念，并提供了技術的ADSA-RealDrop算法，基于Young-Laplace方程算法擬合非軸對稱條件下的液滴的接觸角值。本算法區別于圓擬合、橢圓擬合或切線法（幾何曲線方程）等量角器算法，基于界面化學領域的基礎公式Young-Laplace方程，以擬合得到的接觸角值更為科學、可信而被真正學者所接受。同時，因其沒有液滴量控制精度要求，自動修正重力系數的影響，重復性好而被企業品質控制部門所廣泛采用。3D接觸角測量技術采用了多AOI算法，同時結合ADSA-RealDrop算法，真正實現了非軸對稱接觸角分析、本征接觸角測量（基于Rafael Tadmor算法），技術于世界。

 在硬件的結構組成上，上海梭倫團隊創新性提出了一個基于多棱鏡結構的3D接觸角鏡頭。此3D接觸角測試的多棱鏡折轉光路的3D接觸角鏡頭，包括了一套180度多棱鏡折轉光路的3D接觸角鏡頭和360度多棱鏡折轉光路的3D接觸角鏡頭。其原理為：基于多棱鏡光路結構所組成的結構，通過將多個棱鏡圍繞一個直徑在相機視野范圍內的圓均勻分布，形成180度或360度觀測的兩種多棱鏡光路結構的3D接觸角鏡頭，從而為終測試全景式3D或4D接觸角創造了條件。

180度全反棱鏡3D接觸角鏡頭結構圖，可以提供3D接觸角圖像的成像質量。

3D接觸角鏡頭可以安裝于目前任一家商業化的接觸角測量儀生產廠的接觸角儀上。上海梭倫研制的鏡頭可以提供配套的安裝孔以及安裝連接結構。同時，在美國科諾授權權，取得上海梭倫授權許可的接觸角儀生產廠也可以取得ADSA-RealDrop的數據接口，真正將接觸角測量儀提升至3D及4D水平。

本3D接觸角鏡頭以及3D接觸角測試技術均已經在中國申請。