一種覆蓋完整色域的顏色校準裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種覆蓋完整色域的顏色校準裝置，該校準裝置包括：單色儀，光導纖維，積分球，光度探頭，光度指示表，彩色分析儀。本發(fā)明的顏色校準裝置能夠產(chǎn)生覆蓋完整色域的校準光源，實現(xiàn)對彩色分析儀等儀器色度參數(shù)的校準，具有色域覆蓋范圍廣，性能穩(wěn)定，準確度高等優(yōu)點，可以作為顏色計量標準使用，有效的解決了廣色域顏色校準時遇到的問題。
【專利說明】—種覆蓋完整色域的顏色校準裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于顏色校準領(lǐng)域，尤其涉及一種覆蓋完整色域的顏色校準裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著顏色科學的不斷發(fā)展，顏色的測量與校準已經(jīng)在越來越多的地方展現(xiàn)出了其重要性，比如在顯示器件、環(huán)境照明、紡織印刷和美術(shù)藝術(shù)等領(lǐng)域，特定顏色的準確產(chǎn)生和測量技術(shù)需求十分迫切。為了測量顏色的特征屬性，各種顏色測量儀器隨之產(chǎn)生，比如彩色分析儀、分光光度計、光譜輻射計和測色色差計等。而隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，使用目前的方式方法已經(jīng)無法滿足不斷產(chǎn)生的各種極限條件的測量需求，以彩色顯示領(lǐng)域的發(fā)展為例，激光顯示技術(shù)的日趨成熟，通過三原色激光合成組合實現(xiàn)彩色視頻顯示，具有極高的色域覆蓋率，基色色彩飽和度接近100%。在對這些儀器設(shè)備進行計量校準時，最重要的是要找到一種能夠產(chǎn)生在完整色域可連續(xù)調(diào)節(jié)色品坐標并且穩(wěn)定可靠的光源。
[0003]目前，大色域范圍的光源均是利用標準光源配合濾光片進行搭配組合，從而實現(xiàn)在色品圖上調(diào)節(jié)出較大的色域覆蓋面積。根據(jù)組合方法不同，所使用的濾光片種類有窄帶濾光片、基色濾光片、偏振濾光片等，實現(xiàn)方法的原理圖如圖1所示。
[0004]濾光片組合作為上述實現(xiàn)方法的關(guān)鍵部位，有以下兩種常見的方案:一種是采用數(shù)片窄帶濾光片組合使用。由于窄帶濾光片的帶寬在幾個納米的量級，輸出光的單色性能夠得到保證，飽和度接近100%，色品坐標基本能夠達到顏色空間的邊界。利用多片窄帶濾光片，可以沿色域邊界勾勒出接近完整色域的顏色空間，實現(xiàn)大色域范圍的光輸出，見圖2。另一種是采用基色濾光片和補色濾光片，通過控制不同濾光片的通光比例調(diào)節(jié)光源的三刺激值，達到到調(diào)節(jié)混色的目的?；?、補色濾光片實現(xiàn)的光源色品圖如圖3所示。
[0005]但是現(xiàn)有技術(shù)均存在各種各樣的缺點或不足:
[0006]目前在國內(nèi)顯示器生產(chǎn)廠家所使用的顏色測試方法并不能保證測量值的準確性，由于彩色分析儀本身沒有對顏色進行直接量值溯源，只對個別點，如A光源的色品坐標進行校準，無法適應(yīng)測量顏色的校準需求。
[0007]現(xiàn)在某些高校研究的大色域范圍連續(xù)調(diào)色裝置，由于采用了多組積分球光源和濾色片，且通過調(diào)節(jié)光通量的比例來達到輸出光的大色域范圍，導致對光源輸出光的色品坐標引入大量不確定度，而且重復(fù)性、穩(wěn)定性較差，無法作為計量標準使用。
[0008]一些研究機構(gòu)為了追求光源的單色性和飽和度，采用激光器作為單色光源，激光具有穩(wěn)定性、單色性好等優(yōu)點，但由于各類激光器輸出波段受發(fā)光原理等因素限制，而且成本較高，不適合在色域校準領(lǐng)域大范圍應(yīng)用。
[0009]標準照明體及特定照明/觀測條件的復(fù)現(xiàn)成本和難度較高，并且對組成的測量系統(tǒng)穩(wěn)定性和溯源性有一定要求，不確定因素較多；標準色卡的在樣本數(shù)量上有一定的限制，只能構(gòu)成色域空間上部分色品坐標點的集合，而且理論上無法實現(xiàn)對連續(xù)變化的顏色進行校準和測量；標準光源配合濾光片的混色系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且顏色的混合比例同樣需要校準，帶來了更多的影響因素；標準色卡和濾光片的飽和度，在很大程度上限制了所產(chǎn)生顏色在色品空間上能夠覆蓋的色域范圍，即無法實現(xiàn)完整色域的產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種覆蓋完整色域的顏色校準裝置，該校準裝置包括:單色儀，光導纖維，積分球，光度探頭，光度指示表，彩色分析儀。本發(fā)明的色彩校準裝置可以產(chǎn)生覆蓋完整色域的校準光源，實現(xiàn)對彩色分析儀等類似儀器光度參數(shù)的校準。具有色域覆蓋范圍廣，性能穩(wěn)定，準確度高等優(yōu)點，可以作為顏色計量標準使用，有效的解決了廣色域顏色校準時遇到的問題。
[0011]本發(fā)明的一種覆蓋完整色域的顏色校準裝置包括:
[0012]單色儀，實現(xiàn)將鹵素燈輸出的寬光譜光源經(jīng)光柵分光后輸出單色光，利用多個單色儀輸出多個不同波長的單色光，混色后可以產(chǎn)生在色品圖上任意色品坐標點；
[0013]光導纖維，實現(xiàn)將單色儀輸出單色光源耦合到光導纖維的前端中，經(jīng)光導纖維傳輸至另一端，注入到積分球中進行混色；
[0014]積分球，用于對不同波長的單色光進行混色，混合后的復(fù)合光由積分球出光口輸出，實現(xiàn)覆蓋完整色域范圍的校準光源輸出；
[0015]光度探頭，用于監(jiān)測單色光在積分球中的混色結(jié)果，實現(xiàn)對不同的單色儀的輸出進行反饋調(diào)節(jié)，為校準光源提供示值輸出；
[0016]彩色分析儀，用于接收經(jīng)積分球混色之后的輸出光源，并測量所述復(fù)合光的色品坐標等參數(shù)，實現(xiàn)對其顏色測量結(jié)果的校準。
[0017]進一步的，所述單色儀的輸出光源帶寬最低可達0.5nm，飽和度接近100%，輸出波長范圍350nm?800nm，可完全覆蓋可見光波段；所述積分球在可見光波段的光譜反射比在99%以上，可實現(xiàn)對多路單色光的均勻混合；所述彩色分析儀的色品坐標測量精度可達X:±0.0015，y:±0.001，且測量重復(fù)性、穩(wěn)定性好，可以作為標準測量儀器使用。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:
[0019]本發(fā)明通過單色儀產(chǎn)生單色光可以保證用于混色的單色光的單色性，即輸出光的色品坐標位于色域邊界，這樣就達到了覆蓋完整色域的校準范圍。
[0020]本發(fā)明通過將多套單色儀產(chǎn)生的單色光在積分球中混色后輸出，這樣可以實現(xiàn)對色域空間上任意點的連續(xù)可調(diào)節(jié)輸出，且輸出混色光的穩(wěn)定性和準確度極高，能夠滿足彩色分析儀等儀器顏色參數(shù)的校準需求，可以作為計量標準使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的可調(diào)節(jié)的大色域光源原理示意圖；
[0022]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的窄帶濾光片實現(xiàn)的色域光源色品圖；
[0023]圖3是現(xiàn)有技術(shù)的基色、補色濾光片實現(xiàn)的光源色品圖；
[0024]圖4是本發(fā)明的顏色校準裝置的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0025]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種覆蓋完整色域的顏色校準裝置。圖4是本發(fā)明的色域及色域覆蓋率的校準裝置示意圖。如圖4所示，本發(fā)明中的校準裝置包括:單色儀，光導纖維，積分球，光度探頭，光度指示表，彩色分析儀。本發(fā)明的顏色校準裝置利用多個單色儀產(chǎn)生飽和度接近100%的單色光，使用光導纖維將單色光注入到積分球中進行混色處理，通過附在積分球內(nèi)壁的光度探頭對混色效果進行監(jiān)測，控制積分球出光口處產(chǎn)生覆蓋完整色域的校準光源，實現(xiàn)對彩色分析儀等類似儀器光度參數(shù)的校準。具有色域覆蓋范圍廣，性能穩(wěn)定，準確度高等優(yōu)點，可以作為顏色計量標準使用
[0026]覆蓋完整色域的顏色校準裝置各部分功能包括:
[0027]單色儀，實現(xiàn)將鹵素燈輸出的寬光譜光源經(jīng)光柵分光后輸出單色光，利用多個單色儀輸出多個不同波長的單色光，混色后可以產(chǎn)生在色品圖上任意色品坐標點；
[0028]光導纖維，實現(xiàn)將單色儀輸出單色光源耦合到光導纖維的前端中，經(jīng)光導纖維傳輸至另一端，注入到積分球中進行混色；
[0029]積分球，用于對不同波長的單色光進行混色，混合后的復(fù)合光由積分球出光口輸出，實現(xiàn)覆蓋完整色域范圍的校準光源輸出；
[0030]光度探頭，用于監(jiān)測單色光在積分球中的混色結(jié)果，實現(xiàn)對不同的單色儀的輸出進行反饋調(diào)節(jié)，為校準光源提供示值輸出；
[0031]彩色分析儀，用于接收經(jīng)積分球混色之后的輸出光源，并測量所述復(fù)合光的色品坐標等參數(shù)，實現(xiàn)對其顏色測量結(jié)果的校準。
[0032]在本發(fā)明的具體實施過程中，所用到的主要技術(shù)包括:
[0033]1、完整色域校準光源產(chǎn)生技術(shù)
[0034]校準光源是校準裝置的關(guān)鍵部分，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明使用了基于單色儀和積分球的校準光源產(chǎn)生方法，通過控制單色儀輸出光源的波長點，使混合后的光譜曲線對應(yīng)不同的三刺激值XYZ，實現(xiàn)對完整色域空間的連續(xù)調(diào)節(jié)。
[0035]其中，通過調(diào)節(jié)光柵轉(zhuǎn)動角度實現(xiàn)控制單色儀的輸出光源波長；根據(jù)光度探頭測試的光譜曲線，對單色儀輸出進行反饋調(diào)節(jié)；混色后的復(fù)合光通過積分球出光口輸出，由彩色分析儀進行測試采集，得到校準光源的測量結(jié)果。
[0036]2)顏色測量儀器校準技術(shù)
[0037]本發(fā)明中的校準裝置適用于對彩色分析儀等顏色測量儀器色度參數(shù)的校準。在實際校準測試中，需要提供一臺穩(wěn)定可靠的彩色分析儀作為標準件，通過校準光源的連續(xù)調(diào)節(jié)產(chǎn)生一系列的校準點，可利用比對法對待測儀器進行校準，常見的顏色測量儀器包括但不限于光譜輻射計、彩色亮度計和色差分析儀。
[0038]當然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種覆蓋完整色域的顏色校準裝置，其特征在于，包括: 單色儀，實現(xiàn)將鹵素燈輸出的寬光譜光源經(jīng)光柵分光后輸出單色光，利用多個單色儀輸出多個不同波長的單色光，混色后產(chǎn)生在色品圖上任意色品坐標點； 光導纖維，用于將單色儀輸出單色光源耦合到光導纖維的前端中，經(jīng)光導纖維傳輸至另一端，注入到積分球中進行混色； 積分球，用于對不同波長的單色光進行混色，混合后的復(fù)合光由積分球出光口輸出，實現(xiàn)覆蓋完整色域范圍的校準光源輸出； 光度探頭，用于監(jiān)測單色光在積分球中的混色結(jié)果，實現(xiàn)對不同的單色儀的輸出進行反饋調(diào)節(jié)，為校準光源提供示值輸出； 彩色分析儀，用于接收經(jīng)積分球混色之后的輸出光源，并測量所述復(fù)合光的色品坐標參數(shù)，實現(xiàn)對其顏色測量結(jié)果的校準。
2.如權(quán)利要求1所述的顏色校準裝置，其特征在于，包括: 所述單色儀的輸出光源帶寬最低為0.5nm，飽和度為100%，輸出波長范圍350nm?800nm ； 所述積分球在可見光波段的光譜反射比在99%以上，實現(xiàn)對多路單色光的均勻混合； 所述彩色分析儀的色品坐標測量精度為X:±0.0015，y:±0.001。
【文檔編號】G01J3/46GK103616076SQ201310603213
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】孫權(quán)社, 王國權(quán), 朱興邦, 王少水, 趙發(fā)財, 鄭祥亮, 韓忠 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所