标准光源对色灯箱中的A光源有什么作用?

2024-05-15

不同的光源由于光谱能量分布的不同,我们在不同的光源下观察物体的颜色,就会存在一定的差异。为了统一颜色观察的光源环境CIE就规定了用于颜色检测的标准光源,A光源就是其中常见的标准光源。本文对标准光源对色灯箱中A光源的作用做了介绍。

标准光源类型

标准光源的分类:

CIE规定的标准照明体是指特定的光谱能量或者功率分布,是规定的光源颜色标准。标准照明体不一定必须由一个光源直接提供,也不一定用某一种光源来实现。为了实现CIE规定的标准照明体的要求,还规定了相关的标准光源,以具体实现标准照明体所要求的光谱能量分布。

(1)标准光源A

由于钨丝白炽灯的发射率与同一色温的完全辐射体的发射率较小,在可见光范围内的差别小于1%,在红外部分的差别约为2%。因此,CIE规定以色温为2856 K的钨丝白炽灯作为标准光源A。如果要求更准确地实现标准照明体A的紫外辐射相对光谱分布,则推荐使用熔融石英壳或玻璃壳带石英窗口的灯。

(2)标准光源B

在标准光源A的前面加上一组特定的戴维斯·吉伯逊(Davis-Gibson)液体滤光器(又称DG滤光器),可以实现标准光源B(相关色温为4874K)的辐射。

(3)标准光源C

类似于标准光源B,在标准光源A的前面加上另一组特定的戴维斯·吉伯逊液体滤光器,可以实现标准光源C(相关色温为6774K)的相对光谱功率分布。

(4)日光模拟器

对于标准照明体D,目前CIE尚未推荐相应的标准光源,但是CIE的相关技术委员会正在积极进行日光模拟器的研究,并已经取得一定的进展。由于工业生产中的精细辨色工作,要求照明光源具有近似真实的日光光谱功率分布,而荧光材料的颜色测量又需要日光光谱中的紫外辐射组分,可是标准光源B和C中都缺少这部分光谱,因此,日光模拟器已成为当前光源研究的重要课题之一。

从标准照明体D的光谱分布可以看出,日光具有锯齿形光谱分布,呈现出发光原子内部电子跃迁规律的不规则性,同时校正滤色器也只能在一定程度上近似模拟日光的光谱分布,因此要研制出精确的日光模拟器是很困难的。目前,正在研制的日光模拟器主要有三种类型,即氙灯日光模拟器、白炽灯日光模拟器和荧光灯日光模拟器,白炽灯的光谱一般是一条递增的曲线,而荧光灯日光模拟器发光亮度较低。到目前的研究水平,氙灯日光模拟器模拟效果最好。

标准光源A

标准A光源的分布色温是多少?

分布温度的定义是,在某一波长范围内[λ1,λ2],如果有一个光源发出的辐射与某一个温度下的黑体有最接近的相对光谱功率分布,那么,此时黑体的绝对温度就叫做该光源在该波长范围内的分布温度。分布温度的数学表达式为:

分布温度计算公式

其中E(λ)是被测光源的相对光谱辐射功率分布;P(λ,T)是黑体的光谱辐射功率分布;α是一个调整常熟。选取适当的α、T值,使得上式的积分值最小,此时的T即为所求的被测光源的分布温度值。

标准光源分布温度


标准A光源的光谱功率分布怎么测?

光源光谱功率分布的测量一般采用高准确度的光谱光度测量法,对于具有连续光谱的光源色,测量波长间隔一般为5nm或10nm。有研究机构测试了A光源的光谱功率分布,波长间隔为4nm。根据测量得到的标准灯和A光源在采样波长上的光谱响应读数,按下式计算光源A的光谱功率分布S(λ)。

S(λ)=R(λ)/R0(λ)·S0(λ)

上式中: R(λ)待测灯的光谱响应读数。R0(λ)标准灯的光谱响应读数。S0(λ)标准灯的光谱功率分布。

下图为A光源和标准照明体A光谱功率分布曲线的对比,其中图a为测得的光源A的实际光谱功率分布,图b为标准照明体A的相对光谱功率分布。图a和图b的横坐标均为波长(nm),纵坐标为光源的光谱功率分布(W/m3)。通常情况下会将纵轴的s(λ)数值进行均一化处理,得到比较整齐的数据,称为相对光谱功率分布。

A光源和标准照明体A光谱功率分布曲线的对比


标准光源对色灯箱中标准A光源的作用:

我们在使用标准的时候,有些型号的产品控制面板上常常就会有A光源,A光源是一种钨丝灯,色温为2856K,功率为60W,主要用于同色异谱的检测。

在标准光源对色灯箱中,显色性能最好的灯光就是白炽灯。对色光源A就是一种白炽灯光源,所以通常作为比色参考用灯。那么,什么是比色灯呢?简单来说,我们在D65光源条件下,检测某种产品色差时,他们的颜色是一致的。但是当我们切换为A光源后,试样和标样的颜色就可能呈现出两种不同的颜色。这种现象就称为同色异谱。

为了准确的评定产品的同色异谱,标准光源箱中就常常配置两种以上的光源类型。根据研究表面,A光源检测同色异谱的效果是比较好的,所以大部分对色灯箱中都会配置A光源。

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