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，還必須包括近紫外區成分。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。后來，根據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、顯色指數和擬合有度指數等指標來評價。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規定了在紫外區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的評價，而可見光譜區則用時個已譜同色對進行評價。經過幾年的研究改進，CIE No.51在可見和近紫外光譜區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的同色異譜指數，在根據數值大小分級評定D光源的優劣程度。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等的實現體現。對它的質量評價方法的基礎是：應用規定的樣品（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。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，是可見區評價用樣品，由數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，也由數表形式規定了它們的可見光譜發射亮度因數，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。