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標準光源對色燈箱中D光源的評價方法

2010-09-30

                                                  標準光源對色燈箱中D光源的評價方法
一、光源D光源
    在色度學標準照明體中，具有相關色溫為6504K，代表自然平均晝光的D65照明體，它的相對光譜功率分布，在300~830nm的光譜范圍內，由國際照明委員會（CIE）作了具體規(guī)定。新型材料熒光樣品色的測量，要求照明體光譜分布的范圍不僅限于可見區(qū)，還必須包括近紫外區(qū)成分。而以往使用的標準光源A和C，不能完全代表日光（晝光），尤其是紫外波段。因此，它們已不能適應色度學發(fā)展的需要。1963年CIE色度學委員會決定采用能更準確代表自然平均晝光的D照明體。作為色度學標準照明體的D65，模擬中午前后6504K時相的北方天空晝光的光譜分布，能更準確地代表自然晝光的光譜分布，能更準確地代表自然晝光的實際狀態(tài)。后來，根據(jù)不同時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，色度學的發(fā)展及實際應用的需要，迫切希望有一種晝模擬器能夠代表和體現(xiàn)CIE標準照明體D65和其他D照明體。但是，由于日光具有獨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尚未推介實現(xiàn)D65和其他D照明體的人工光源。
    然而，在色度學的實際應用中，不一定要求模擬得十分完善的D光源，人工光源與標準照明體的光譜功率分布有一定程度的偏離是允許的，因此，各個國家都在努力探索實現(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推薦技術標準認為，閃燈加修正濾光器的辦法是模擬D65標準照明體的較好方法。我們曾選用過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光譜功率分布及色溫，以達到D65標準光源的要求。國內也相繼有幾個單位研制D65光源。對于D65光源的模擬質量，過去一直采用相關色溫、顯色指數(shù)和擬合有度指數(shù)等指標來評價。但830nm波長范圍。尤其對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。要全面評價具有從紫外到可見波長范圍光譜功率分布的Ｄ光源是十分困難的。
　　1975年前西德標準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熒光樣品來進行紫外區(qū)的評價，而可見光譜區(qū)則用時個已譜同色對進行評價。經(jīng)過幾年的研究改進，CIE No.51在可見和近紫外光譜區(qū)用光譜輻射度測量來評價D光源的光譜分布誤差。具體做法是：應用已譜同色對，分別計算可見和近紫外光譜區(qū)的同色異譜指數(shù)，在根據(jù)數(shù)值大小分級評定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價，或用作色度學及光譜光度學的儀器光源，也可用于攝像、照相（常用D55）、光源顯色性的目視評價等。
二、評價原理和方法
    D光源是CIE標準照明體D55，D65和Ｄ75等的實現(xiàn)體現(xiàn)。對它的質量評價方法的基礎是：應用規(guī)定的樣品（及若干對異譜同色體）在不同的光源照射時所具有的特殊同色異譜指數(shù)。這些樣品對于CIE標準照明體D和CIE1964補充標準色度觀察者來說是已譜同色的，將這些在標準照明體下相匹配的樣品對，放在待評價D光源的照明下，通過CIE1964補充標準色度觀察者來觀察，則會產(chǎn)生適配。本方法就是利用這種適配程度來進行定量評價，從而劃分器質量級別。，
    用來評價D光源的已譜同色對樣品共有兩套：第一套,共5對，是可見區(qū)評價用樣品，由數(shù)表形式列出這些樣品各由一個熒光樣品和一個非熒光樣品組成，也由數(shù)表形式規(guī)定了它們的可見光譜發(fā)射亮度因數(shù)，有熒光激光的相對光譜輻射功率分布及表面的光譜輻射效率。兩套樣品都運用CIE LAB或CIE LUV色差來量度這種匹配失效的程度，對D光源進行較為全面的模擬質量評價。