2024-05-15
不同的光源由于光譜能量分布的不同,我們在不同的光源下觀察物體的顏色,就會存在一定的差異。為了統(tǒng)一顏色觀察的光源環(huán)境CIE就規(guī)定了用于顏色檢測的標準光源,A光源就是其中常見的標準光源。本文對標準光源對色燈箱中A光源的作用做了介紹。
CIE規(guī)定的標準照明體是指特定的光譜能量或者功率分布,是規(guī)定的光源顏色標準。標準照明體不一定必須由一個光源直接提供,也不一定用某一種光源來實現(xiàn)。為了實現(xiàn)CIE規(guī)定的標準照明體的要求,還規(guī)定了相關(guān)的標準光源,以具體實現(xiàn)標準照明體所要求的光譜能量分布。
(1)標準光源A
由于鎢絲白熾燈的發(fā)射率與同一色溫的完全輻射體的發(fā)射率較小,在可見光范圍內(nèi)的差別小于1%,在紅外部分的差別約為2%。因此,CIE規(guī)定以色溫為2856 K的鎢絲白熾燈作為標準光源A。如果要求更準確地實現(xiàn)標準照明體A的紫外輻射相對光譜分布,則推薦使用熔融石英殼或玻璃殼帶石英窗口的燈。
(2)標準光源B
在標準光源A的前面加上一組特定的戴維斯·吉伯遜(Davis-Gibson)液體濾光器(又稱DG濾光器),可以實現(xiàn)標準光源B(相關(guān)色溫為4874K)的輻射。
(3)標準光源C
類似于標準光源B,在標準光源A的前面加上另一組特定的戴維斯·吉伯遜液體濾光器,可以實現(xiàn)標準光源C(相關(guān)色溫為6774K)的相對光譜功率分布。
(4)日光模擬器
對于標準照明體D,目前CIE尚未推薦相應(yīng)的標準光源,但是CIE的相關(guān)技術(shù)委員會正在積極進行日光模擬器的研究,并已經(jīng)取得一定的進展。由于工業(yè)生產(chǎn)中的精細辨色工作,要求照明光源具有近似真實的日光光譜功率分布,而熒光材料的顏色測量又需要日光光譜中的紫外輻射組分,可是標準光源B和C中都缺少這部分光譜,因此,日光模擬器已成為當前光源研究的重要課題之一。
從標準照明體D的光譜分布可以看出,日光具有鋸齒形光譜分布,呈現(xiàn)出發(fā)光原子內(nèi)部電子躍遷規(guī)律的不規(guī)則性,同時校正濾色器也只能在一定程度上近似模擬日光的光譜分布,因此要研制出精確的日光模擬器是很困難的。目前,正在研制的日光模擬器主要有三種類型,即氙燈日光模擬器、白熾燈日光模擬器和熒光燈日光模擬器,白熾燈的光譜一般是一條遞增的曲線,而熒光燈日光模擬器發(fā)光亮度較低。到目前的研究水平,氙燈日光模擬器模擬效果最好。
分布溫度的定義是,在某一波長范圍內(nèi)[λ1,λ2],如果有一個光源發(fā)出的輻射與某一個溫度下的黑體有最接近的相對光譜功率分布,那么,此時黑體的絕對溫度就叫做該光源在該波長范圍內(nèi)的分布溫度。分布溫度的數(shù)學(xué)表達式為:
其中E(λ)是被測光源的相對光譜輻射功率分布;P(λ,T)是黑體的光譜輻射功率分布;α是一個調(diào)整常熟。選取適當?shù)摩?、T值,使得上式的積分值最小,此時的T即為所求的被測光源的分布溫度值。
光源光譜功率分布的測量一般采用高準確度的光譜光度測量法,對于具有連續(xù)光譜的光源色,測量波長間隔一般為5nm或10nm。有研究機構(gòu)測試了A光源的光譜功率分布,波長間隔為4nm。根據(jù)測量得到的標準燈和A光源在采樣波長上的光譜響應(yīng)讀數(shù),按下式計算光源A的光譜功率分布S(λ)。
S(λ)=R(λ)/R0(λ)·S0(λ)
上式中: R(λ)待測燈的光譜響應(yīng)讀數(shù)。R0(λ)標準燈的光譜響應(yīng)讀數(shù)。S0(λ)標準燈的光譜功率分布。
下圖為A光源和標準照明體A光譜功率分布曲線的對比,其中圖a為測得的光源A的實際光譜功率分布,圖b為標準照明體A的相對光譜功率分布。圖a和圖b的橫坐標均為波長(nm),縱坐標為光源的光譜功率分布(W/m3)。通常情況下會將縱軸的s(λ)數(shù)值進行均一化處理,得到比較整齊的數(shù)據(jù),稱為相對光譜功率分布。
我們在使用標準的時候,有些型號的產(chǎn)品控制面板上常常就會有A光源,A光源是一種鎢絲燈,色溫為2856K,功率為60W,主要用于同色異譜的檢測。
在標準光源對色燈箱中,顯色性能最好的燈光就是白熾燈。對色光源A就是一種白熾燈光源,所以通常作為比色參考用燈。那么,什么是比色燈呢?簡單來說,我們在D65光源條件下,檢測某種產(chǎn)品色差時,他們的顏色是一致的。但是當我們切換為A光源后,試樣和標樣的顏色就可能呈現(xiàn)出兩種不同的顏色。這種現(xiàn)象就稱為同色異譜。
為了準確的評定產(chǎn)品的同色異譜,標準光源箱中就常常配置兩種以上的光源類型。根據(jù)研究表面,A光源檢測同色異譜的效果是比較好的,所以大部分對色燈箱中都會配置A光源。
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