标准光源对色灯箱中D光源的评价方法

2010-09-30

                                                  标准光源对色灯箱中D光源的评价方法
一、光源D光源
    在色度学标准照明体中，具有相关色温为6504K，代表自然平均昼光的D65照明体，它的相对光谱功率分布，在300~830nm的光谱范围内，由国际照明委员会（CIE）作了具体规定。新型材料荧光样品色的测量，要求照明体光谱分布的范围不仅限于可见区，还必须包括近紫外区成分。而以往使用的标准光源A和C，不能完全代表日光（昼光），尤其是紫外波段。因此，它们已不能适应色度学发展的需要。1963年CIE色度学委员会决定采用能更准确代表自然平均昼光的D照明体。作为色度学标准照明体的D65，模拟中午前后6504K时相的北方天空昼光的光谱分布，能更准确地代表自然昼光的光谱分布，能更准确地代表自然昼光的实际状态。后来，根据不同时相的日光分布和色温要求，又推荐了D55和D75等照明体。
    多年来，色度学的发展及实际应用的需要，迫切希望有一种昼模拟器能够代表和体现CIE标准照明体D65和其他D照明体。但是，由于日光具有独特的锯齿形光谱功率分布,而人工光源不具备这种分布特性，用人工光源加滤光器修正，只能在一定程度上模拟日光的光谱功率分布。因而，至今CIE尚未推介实现D65和其他D照明体的人工光源。
    然而，在色度学的实际应用中，不一定要求模拟得十分完善的D光源，人工光源与标准照明体的光谱功率分布有一定程度的偏离是允许的，因此，各个国家都在努力探索实现D65的光源和滤光器。目前采用的主要有带滤光器的高压短弧闪灯、白炽灯和荧光灯。其中荧光灯的模拟质量较差；带滤光器的白炽灯在紫外区的模拟分布不理想。CIE TC-2.2推荐技术标准认为，闪灯加修正滤光器的办法是模拟D65标准照明体的较好方法。我们曾选用过200W短弧闪灯作为辐射源，采用镀膜滤光片及颜色玻璃滤光器，分布修正闪灯的相对光谱功率分布及色温，以达到D65标准光源的要求。国内也相继有几个单位研制D65光源。对于D65光源的模拟质量，过去一直采用相关色温、显色指数和拟合有度指数等指标来评价。但830nm波长范围。尤其对Ｄ光源，它与Ｃ光源的主要区别就是具有近紫外光谱功率分布，这正是Ｃ光源的缺陷。要全面评价具有从紫外到可见波长范围光谱功率分布的Ｄ光源是十分困难的。
　　1975年前西德标准DIN6173规定了在紫外区用具有不同吸收率和放射效率的三个荧光样品来进行紫外区的评价，而可见光谱区则用时个已谱同色对进行评价。经过几年的研究改进，CIE No.51在可见和近紫外光谱区用光谱辐射度测量来评价D光源的光谱分布误差。具体做法是：应用已谱同色对，分别计算可见和近紫外光谱区的同色异谱指数，在根据数值大小分级评定D光源的优劣程度。这种方法适用于Ｄ55，Ｄ65和Ｄ75光源。这些光源可用于物体色样品的目视评价，或用作色度学及光谱光度学的仪器光源，也可用于摄像、照相（常用D55）、光源显色性的目视评价等。
二、评价原理和方法
    D光源是CIE标准照明体D55，D65和Ｄ75等的实现体现。对它的质量评价方法的基础是：应用规定的样品（及若干对异谱同色体）在不同的光源照射时所具有的特殊同色异谱指数。这些样品对于CIE标准照明体D和CIE1964补充标准色度观察者来说是已谱同色的，将这些在标准照明体下相匹配的样品对，放在待评价D光源的照明下，通过CIE1964补充标准色度观察者来观察，则会产生适配。本方法就是利用这种适配程度来进行定量评价，从而划分器质量级别。，
    用来评价D光源的已谱同色对样品共有两套：第一套,共5对，是可见区评价用样品，由数表形式列出这些样品各由一个荧光样品和一个非荧光样品组成，也由数表形式规定了它们的可见光谱发射亮度因数，有荧光激光的相对光谱辐射功率分布及表面的光谱辐射效率。两套样品都运用CIE LAB或CIE LUV色差来量度这种匹配失效的程度，对D光源进行较为全面的模拟质量评价。