一種光譜反饋調光比色燈箱的制作方法
【專利說明】一種光譜反饋調光比色燈箱 【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及顏色檢測領域，具體涉及一種光譜反饋調光比色燈箱。 【【背景技術】】
[0002] 在現(xiàn)代工業(yè)中，對同類產品顏色的一致性和準確性有著越來越高的要求。隨著科 學技術的不斷發(fā)展，對產品顏色的檢驗從最初依靠檢驗人員在普通光照下通過肉眼對被 測樣品和標準比色卡進行比對，以判別被測樣品與標準比色卡之間的顏色偏差，逐漸發(fā)展 到將被測樣品和標準比色卡置于內置標準光源的顏色測定裝置內進行檢驗。標準光源常 用于模擬各種環(huán)境光線下的人造光源，目前常用的有D65光源、D50光源、CWF光源、A光 源、TL84光源、F光源和UV光源等組合形成光源組，這些組合光源在一定程度上可以克服 或者辨別由于環(huán)境光源差異造成的被測樣品與對比物體顏色差異的現(xiàn)象，即同色異譜現(xiàn)象 (metamerism)，讓生產工廠或實驗室非現(xiàn)場也能獲得在與這些特定環(huán)境下的光源基本一致 的照明效果，顏色測定裝置主要用于紡織、印刷和涂料工業(yè)中的顏色檢驗。
[0003][0004] 針對上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明旨在提供一種可調光源發(fā)光光譜的光譜反饋調 光比色燈箱，具有調節(jié)結果可驗證、精度高、適用范圍廣等特點。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：一種光譜反饋調光比色燈箱，其特征在于，包 括光譜測量裝置、反饋調節(jié)裝置和可調光源組，光譜測量裝置測定可調光源組所發(fā)出光的 光譜信息，反饋調節(jié)裝置根據(jù)光譜測量裝置測得的光譜信息調節(jié)可調光源組的發(fā)光。
[0006] 本發(fā)明通過設置光譜測量裝置，實時測量光源組所發(fā)出的光譜信息；根據(jù)光譜測 量裝置測得的光譜信息，利用反饋調節(jié)裝置、可調光源組與光譜測量裝置形成的反饋控制 機制，實時調節(jié)光源組的發(fā)光，使得光源組所發(fā)出的光譜功率分布滿足既定的預設要求，這 種可調光源發(fā)光光譜的光譜反饋調光比色燈箱可以實現(xiàn)很高的顯色性指數(shù)，以及實現(xiàn)多種 不同光譜分布的光源照明，同時對光源組所發(fā)出的光譜完全可以測量確認，保證了調節(jié)的 可靠性，具有精度高，適用范圍廣等特點。
[0007] 本發(fā)明還可通過以下技術方案進一步限定和完善：
[0008] 作為一種技術方案，所述的反饋調節(jié)裝置包括信號處理單元和光源控制單元，信 號處理單元和光源控制單元電連接；信號處理單元解析、處理經光譜測量裝置測得的光源 光譜與目標光譜的差異，并將處理信號反饋至光源控制單元?？烧{光源組中的獨立可調光 源可以被光源控制單元控制，控制動作可以是關閉、打開和發(fā)光強弱的調節(jié)，光源控制單元 可以控制所需的可調光源組中的某一個或者多個光源開啟、關閉和光源發(fā)光強弱的調節(jié)；
[0009] 信號處理單元首先解析所述測得的光源光譜與目標光譜的差異，其中所述的目標 光源的光譜信息可預先存儲在信號處理單元中，當信號處理單元接收到來自光譜測量單元 傳輸?shù)膶崪y光譜數(shù)據(jù)，即開始對兩者進行解析和比對，并通過預設程序對所述差異進行調 控，隨后將調控處理信號反饋至光源控制單元，光源控制單元再控制可調光源組中相應光 源的開啟、關閉或發(fā)光強弱；兩類單元配合以實施對實測光源光譜與目標光源光譜偏差的 調整，以匹配目標光譜。
[0010] 作為一種技術方案，所述的可調光源組包括一個以上獨立可調光源，所述獨立可 調光源發(fā)出發(fā)光強弱可調的特定光譜。上述可調光源組中的獨立可調光源可以包括LED光 源、熒光燈、D65光源、D50光源、CWF光源、A光源、TL84光源、F光源和UV光源等在內的多 種光源，以滿足目前國際國內的實際測量需求，提高比色的可靠性。需要指出的是，要求所 述的獨立可調光源發(fā)光強弱可調，也即光譜功率分布隨發(fā)光強弱變化而變化。本發(fā)明通過 靈活組合光源的類型及其發(fā)光強弱，可實現(xiàn)在標準照明條件或者特定觀察環(huán)境下對樣品進 行觀測，滿足不同的測試需求，可擴展性和普適性好。
[0011] 作為優(yōu)選，所述的可調光源組的光譜完全覆蓋整個可見光波段380nm-780nm，以模 擬一般觀察環(huán)境。然而，某些被測樣品在一定波長光源的照射下會發(fā)生某種特定的反應，如 染料中某些元素經UV光照射后發(fā)生變化，因而，針對不同的測試樣品，所述可調光源組的 總光譜應覆蓋的波段也會有所不同。
[0012] 作為一種技術方案，所述的光源控制單元包括多個獨立的程控驅動單元，獨立的 程控驅動單元獨立控制可調光源的開啟、關閉以及發(fā)光強弱的調節(jié)。光源控制單元可以控 制所需的可調光源組中的某一個或者多個可調光源開啟、關閉和調節(jié)發(fā)光強弱。由于光源 在不同的發(fā)光強度下具有不同的光譜分布特性，因而改變發(fā)光強度即可實現(xiàn)對光譜分布的 調整，其中可通過以下幾種優(yōu)選方式實現(xiàn)對光源發(fā)光強弱的控制：以LED光源為例，調整 LED光源的電流或電壓以改變LED光源的發(fā)光強度；或者通過LED光源的脈沖調制（PWM Pulse with modulation)實現(xiàn)LED光源強度的改變；。當然，所用光源不同時，控制光源光 譜功率分布的方法也隨之變化，本發(fā)明僅參照發(fā)光二極管的調節(jié)方式來敘述。此外，在程控 驅動單元的控制下，可調光源組根據(jù)反饋的處理信號依次調節(jié)各個獨立可調光源的發(fā)光強 度。
[0013] 上述技術方案可以通過以下光譜反饋調光比色燈箱光源光譜調節(jié)的方法獲得與 目標光譜相近或者相一致的光譜源，其特征在于，包括以下優(yōu)化算法：
[0014] a、給可調光源組中每個獨立可調光源設置一個調節(jié)系數(shù)Ci(L)，設置初始值 Ci (V。)，一般設為 1 ;
[0015] b、根據(jù)光譜測量裝置測得的可調光源組的光譜，反饋調節(jié)裝置中的信號處理單元 根據(jù)下式計算下一個Ci (Vj):
[0016]
【主權項】
1. 一種光譜反饋調光比色燈箱，其特征在于，包括光譜測量裝置（I)、反饋調節(jié)裝置 (2)和可調光源組（3)，光譜測量裝置（1)測定可調光源組（3)所發(fā)出光的光譜信息，反饋 調節(jié)裝置（2)根據(jù)光譜測量裝置（1)測得的光譜信息調節(jié)可調光源組（3)的發(fā)光。
2. 如權利要求1所述的光譜反饋調光比色燈箱，其特征在于，所述的反饋調節(jié)裝置（2) 包括信號處理單元（21)和光源控制單元（22)，信號處理單元（21)和光源控制單元（22)相 連接；信號處理單元（21)解析、處理經光譜測量裝置（1)測定的光源光譜與目標光譜的差 異，并將處理信號反饋至光源控制單元（22)。
3. 如權利要求1所述的光譜反饋調光比色燈箱，其特征在于，所述的可調光源組（3)包 括一個以上獨立可調光源，所述獨立可調光源發(fā)出發(fā)光強弱可調的特定光譜。
4. 如權利要求2和3所述的光譜反饋調光比色燈箱，其特征在于，所述的光源控制單 元（22)包括多個獨立的程控驅動單元，獨立的程控驅動單元獨立控制可調光源的開啟、關 閉以及發(fā)光強弱的調節(jié)。
5. 如權利要求1所述的光譜反饋調光比色燈箱，其特征在于，所述的光譜測量裝置（1) 為光譜輻射計。
6. 如權利要求1所述的光譜反饋調光比色燈箱，其特征在于，包括箱體（4)，所述的光 譜測量裝置（1)、反饋調節(jié)裝置（2)和可調光源組（3)均設置在箱體（4)內。
7. 如權利要求1所述的光譜反饋調光比色燈箱，其特征在于，所述的光譜測量裝置（1) 設置在可調光源組（3)的下方且可以移動，光譜測量裝置（1)在箱體（4)內測量任意可以 移達位置處的光譜分布。
8. 如權利要求7所述的光譜反饋調光比色燈箱，其特征在于，所述的箱體（4)內的壁板 上設有開槽，光譜測量裝置（1)沿壁板上的開槽滑動。
9. 如權利要求1所述的光譜反饋調光比色燈箱，其特征在于，設置顯示屏（5)，顯示屏 (5)上顯示的調節(jié)結果包括顯色指數(shù)、色溫和光譜功率分布數(shù)據(jù)與曲線等。
10. -種光譜反饋調光比色燈箱的光源光譜調節(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟： a. 給可調光源組（3)中每個獨立可調光源設置一個調節(jié)系數(shù)Ci (')，設置初始值 Ci(V0)； b. 根據(jù)光譜測量裝置⑴測得的可調光源組（3)的光譜，反饋調節(jié)裝置⑵中的信號 處理單元（21)根據(jù)預設調節(jié)公式計算下一ACi(Vj): c. 光源控制單元（22)根據(jù)信號處理單元（21)的反饋信號控制可調光源組（3)中相應 光源的開啟、關閉及強弱調節(jié)； d. 重復測量可調光源組（3)的光譜并進行迭代運算，直至滿足預設條件，停止迭代運 算，完成調節(jié)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光譜反饋調光比色燈箱，通過設置光譜測量裝置，利用反饋調節(jié)裝置的實時反饋調節(jié)機制，實現(xiàn)對發(fā)光光源光譜的調節(jié)，使得光源所發(fā)出的光譜功率分布滿足既定的預設要求，實現(xiàn)較高的顯色性指數(shù)，可準確模擬產生多種類型和場合的光源；在整個過程中，光源的發(fā)光光譜是實測的，保證了調節(jié)結果的可靠性；無需預先存儲大量光源數(shù)據(jù)，即可準確實現(xiàn)對光源發(fā)光光譜的調節(jié)；此外通過靈活設置光譜測量裝置，實現(xiàn)多樣化的測量功能，具有調控速度快、準確度高、適用范圍廣、功能強大等特點，可廣泛應用于顏色評定等需多種光源光譜照明條件的場合。
【IPC分類】G01N21-25
【公開號】CN104777106
【申請?zhí)枴緾N201510182570
【發(fā)明人】潘建根
【申請人】杭州遠方光電信息股份有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月17日