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標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色燈箱中D光源的評(píng)價(jià)方法

2010-09-30

                                                  標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色燈箱中D光源的評(píng)價(jià)方法
一、光源D光源
    在色度學(xué)標(biāo)準(zhǔn)照明體中，具有相關(guān)色溫為6504K，代表自然平均晝光的D65照明體，它的相對(duì)光譜功率分布，在300~830nm的光譜范圍內(nèi)，由國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）作了具體規(guī)定。新型材料熒光樣品色的測(cè)量，要求照明體光譜分布的范圍不僅限于可見(jiàn)區(qū)，還必須包括近紫外區(qū)成分。而以往使用的標(biāo)準(zhǔn)光源A和C，不能完全代表日光（晝光），尤其是紫外波段。因此，它們已不能適應(yīng)色度學(xué)發(fā)展的需要。1963年CIE色度學(xué)委員會(huì)決定采用能更準(zhǔn)確代表自然平均晝光的D照明體。作為色度學(xué)標(biāo)準(zhǔn)照明體的D65，模擬中午前后6504K時(shí)相的北方天空晝光的光譜分布，能更準(zhǔn)確地代表自然晝光的光譜分布，能更準(zhǔn)確地代表自然晝光的實(shí)際狀態(tài)。后來(lái)，根據(jù)不同時(shí)相的日光分布和色溫要求，又推薦了D55和D75等照明體。
    多年來(lái)，色度學(xué)的發(fā)展及實(shí)際應(yīng)用的需要，迫切希望有一種晝模擬器能夠代表和體現(xiàn)CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體D65和其他D照明體。但是，由于日光具有獨(dú)特的鋸齒形光譜功率分布,而人工光源不具備這種分布特性，用人工光源加濾光器修正，只能在一定程度上模擬日光的光譜功率分布。因而，至今CIE尚未推介實(shí)現(xiàn)D65和其他D照明體的人工光源。
    然而，在色度學(xué)的實(shí)際應(yīng)用中，不一定要求模擬得十分完善的D光源，人工光源與標(biāo)準(zhǔn)照明體的光譜功率分布有一定程度的偏離是允許的，因此，各個(gè)國(guó)家都在努力探索實(shí)現(xiàn)D65的光源和濾光器。目前采用的主要有帶濾光器的高壓短弧閃燈、白熾燈和熒光燈。其中熒光燈的模擬質(zhì)量較差；帶濾光器的白熾燈在紫外區(qū)的模擬分布不理想。CIE TC-2.2推薦技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為，閃燈加修正濾光器的辦法是模擬D65標(biāo)準(zhǔn)照明體的較好方法。我們?cè)x用過(guò)200W短弧閃燈作為輻射源，采用鍍膜濾光片及顏色玻璃濾光器，分布修正閃燈的相對(duì)光譜功率分布及色溫，以達(dá)到D65標(biāo)準(zhǔn)光源的要求。國(guó)內(nèi)也相繼有幾個(gè)單位研制D65光源。對(duì)于D65光源的模擬質(zhì)量，過(guò)去一直采用相關(guān)色溫、顯色指數(shù)和擬合有度指數(shù)等指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)。但830nm波長(zhǎng)范圍。尤其對(duì)Ｄ光源，它與Ｃ光源的主要區(qū)別就是具有近紫外光譜功率分布，這正是Ｃ光源的缺陷。要全面評(píng)價(jià)具有從紫外到可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍光譜功率分布的Ｄ光源是十分困難的。
　　1975年前西德標(biāo)準(zhǔn)DIN6173規(guī)定了在紫外區(qū)用具有不同吸收率和放射效率的三個(gè)熒光樣品來(lái)進(jìn)行紫外區(qū)的評(píng)價(jià)，而可見(jiàn)光譜區(qū)則用時(shí)個(gè)已譜同色對(duì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。經(jīng)過(guò)幾年的研究改進(jìn)，CIE No.51在可見(jiàn)和近紫外光譜區(qū)用光譜輻射度測(cè)量來(lái)評(píng)價(jià)D光源的光譜分布誤差。具體做法是：應(yīng)用已譜同色對(duì)，分別計(jì)算可見(jiàn)和近紫外光譜區(qū)的同色異譜指數(shù)，在根據(jù)數(shù)值大小分級(jí)評(píng)定D光源的優(yōu)劣程度。這種方法適用于Ｄ55，Ｄ65和Ｄ75光源。這些光源可用于物體色樣品的目視評(píng)價(jià)，或用作色度學(xué)及光譜光度學(xué)的儀器光源，也可用于攝像、照相（常用D55）、光源顯色性的目視評(píng)價(jià)等。
二、評(píng)價(jià)原理和方法
    D光源是CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體D55，D65和Ｄ75等的實(shí)現(xiàn)體現(xiàn)。對(duì)它的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)是：應(yīng)用規(guī)定的樣品（及若干對(duì)異譜同色體）在不同的光源照射時(shí)所具有的特殊同色異譜指數(shù)。這些樣品對(duì)于CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體D和CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者來(lái)說(shuō)是已譜同色的，將這些在標(biāo)準(zhǔn)照明體下相匹配的樣品對(duì)，放在待評(píng)價(jià)D光源的照明下，通過(guò)CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者來(lái)觀察，則會(huì)產(chǎn)生適配。本方法就是利用這種適配程度來(lái)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，從而劃分器質(zhì)量級(jí)別。，
    用來(lái)評(píng)價(jià)D光源的已譜同色對(duì)樣品共有兩套：第一套,共5對(duì)，是可見(jiàn)區(qū)評(píng)價(jià)用樣品，由數(shù)表形式列出這些樣品各由一個(gè)熒光樣品和一個(gè)非熒光樣品組成，也由數(shù)表形式規(guī)定了它們的可見(jiàn)光譜發(fā)射亮度因數(shù)，有熒光激光的相對(duì)光譜輻射功率分布及表面的光譜輻射效率。兩套樣品都運(yùn)用CIE LAB或CIE LUV色差來(lái)量度這種匹配失效的程度，對(duì)D光源進(jìn)行較為全面的模擬質(zhì)量評(píng)價(jià)。