羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色裝置及其測色方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色裝置及其測色方法，利用CCD光譜儀可以很好地測量光譜特性的優(yōu)點(diǎn)，提出一種可以保證全國量值準(zhǔn)確統(tǒng)一的羅維朋色標(biāo)度測色技術(shù)方案。一方面，將標(biāo)準(zhǔn)光源的相對光譜功率存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)內(nèi)，另一方面，可以將所有羅維朋實(shí)物色片變?yōu)閿?shù)據(jù)化羅維朋標(biāo)準(zhǔn)色片，規(guī)范地形成標(biāo)準(zhǔn)的光譜特性透射比函數(shù)并存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)內(nèi)。然后用數(shù)字化羅維朋標(biāo)準(zhǔn)色片采用逐次逼近的方法進(jìn)行組合匹配，得到與樣品顏色相一致的組合匹配結(jié)果，組合所用的多個(gè)數(shù)字化羅維朋標(biāo)準(zhǔn)色片所組成的羅維朋色標(biāo)度值即為所測樣品的顏色值。本發(fā)明的測色裝置及其測色方法，具有測色的準(zhǔn)確度高、既能夠避免實(shí)物色度片的加工誤差造成測色誤差、也能避免人眼視覺疲勞造成測量誤差、而且對檢測人員的色覺沒有要求等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色裝置及其測色方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色裝置及其測色方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于色度學(xué)領(lǐng)域的需求存在差異，所以測色技術(shù)發(fā)展的多樣化是必然的結(jié)果，但多是基于現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)所明確的方法，具有專用性強(qiáng)的特點(diǎn)。由于科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展，從CCD技術(shù)的應(yīng)用而發(fā)展起來的小型光譜儀已廣泛用于光譜測量需要的各領(lǐng)域，也被用于測色領(lǐng)域。
[0003]羅維朋測色計(jì)是一種以一組紅、黃、綠三基色色片和一組灰色色片組成的色片組，其測量顏色的方法是在目視觀察筒中同時(shí)觀察樣品視場和羅維朋色片視場中顏色的一致性即是否匹配一致，當(dāng)需要測量的樣品放置在樣品架上時(shí)，可以觀察到樣品的顏色，這時(shí)，通過選擇羅維朋色片組中能匹配樣品顏色的部分色片，在基本相同的光源條件下進(jìn)行顏色匹配，當(dāng)羅維朋色片視場中的顏色與樣品視場中顏色最為一致時(shí)，羅維朋色片組中構(gòu)成等同樣品顏色的那部分色片所表示的顏色即為羅維朋色標(biāo)度下樣品的顏色。使用羅維朋測色計(jì)進(jìn)行測色時(shí)對使用者的視覺有一定的要求，如色盲、色弱者不能進(jìn)行此項(xiàng)工作，另外，眼睛的疲勞也會(huì)產(chǎn)生測量誤差。但是目前還沒有應(yīng)用光譜儀測色技術(shù)來代替(目視)羅維朋測色計(jì)的光譜法羅維朋色標(biāo)度測色儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色裝置及其測色方法，即利用光譜儀在一穩(wěn)定的光源條件下，測量全部標(biāo)準(zhǔn)羅維朋色片的透射比，對測量結(jié)果進(jìn)行必要的修正后，連同標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜功率函數(shù)，只需實(shí)施唯一一次的數(shù)字化存儲(chǔ)，就可得到數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)羅維朋色片和數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)光源；當(dāng)測得樣品的光譜透射比后，就可以結(jié)合數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)光源計(jì)算其顏色參數(shù)，然后利用數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)羅維朋色片進(jìn)行組合并結(jié)合數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)光源計(jì)算其組合后顏色參數(shù)，當(dāng)某一個(gè)組合能最佳匹配樣品的顏色時(shí)，這個(gè)最佳匹配組合所表達(dá)的羅維朋色標(biāo)度顏色值就是樣品的羅維朋色標(biāo)度顏色值。
[0005]本發(fā)明提供了一種羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色裝置。
[0006]羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色裝置，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，包括光處理裝置和計(jì)算裝置(9)；所述光處理裝置包括光源(I)、凸透鏡、平行光束(3)、樣品架(4)、光纖采光頭(6)、光束傳輸光纖(7)和CXD光譜儀(8);所述凸透鏡包括第一凸透鏡(2)和第二凸透鏡(5);光源(I)所發(fā)出的光，通過第一凸透鏡(2)后變成平行光束(3)，平行光束(3)穿過樣品架(4)及樣品架(4)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)色度片或者被測樣品的色度片，進(jìn)入第二凸透鏡(5)后匯聚于一點(diǎn)后由光纖米光頭(6 )米集,光纖米光頭(6 )將米集的光信號(hào)通過光束傳輸光纖(7 )輸入至CCD光譜儀(8)，CXD光譜儀(8)經(jīng)分光及光電轉(zhuǎn)換，處理后傳給所述計(jì)算裝置(9)進(jìn)行測色計(jì)算。
[0007]本發(fā)明的羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:[0008]所述CXD光譜儀的光譜測量范圍為[Vmin，VmaJ，其中Vmin不大于380nm，Vmax不小于780nm，光譜儀的分辨率不低于2.5nm。
[0009]所述計(jì)算裝置(9)為計(jì)算機(jī)或平板電腦。
[0010]本發(fā)明還提供了一種上述羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色裝置的測色方法。
[0011]如圖2所示，包括如下步驟:
[0012]步驟1:采用等同于羅維朋比色計(jì)光源的D65光源，將其相對光譜功率分布S( λ )進(jìn)行數(shù)據(jù)化保存，作為數(shù)據(jù)化光源；
[0013]步驟2:選擇一個(gè)穩(wěn)定的光源(I)作為工作光源，測量所述光源(I)的相對光譜功率分布SwU)；
[0014]步驟3:將作為標(biāo)準(zhǔn)色度片使用的多個(gè)羅維朋標(biāo)準(zhǔn)色度片中的其中一個(gè)羅維朋標(biāo)準(zhǔn)色度片置于樣品架(4)中，測量相對光譜功率分布φΚλ);計(jì)算得到該羅維朋標(biāo)準(zhǔn)色度片的透射比函數(shù)
【權(quán)利要求】
1.羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色裝置，其特征是，如圖1所示，羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色的測色裝置包括光處理裝置和計(jì)算裝置(9);所述光處理裝置包括光源(I )、凸透鏡、平行光束(3)、樣品架(4)、光纖米光頭(6)、光束傳輸光纖(7)和CXD光譜儀(8);所述凸透鏡包括第一凸透鏡(2)和第二凸透鏡(5);光源(I)所發(fā)出的光，通過第一凸透鏡(2)后變成平行光束(3)，平行光束(3)穿過樣品架(4)及樣品架(4)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)色度片或者被測樣品的色度片，進(jìn)入第二凸透鏡(5 )后匯聚于一點(diǎn)后由光纖米光頭(6 )米集,光纖米光頭(6 )將米集的光信號(hào)通過光束傳輸光纖(7 )輸入至CXD光譜儀(8 )，CXD光譜儀(8 )經(jīng)分光及光電轉(zhuǎn)換，處理后傳給所述計(jì)算裝置(9)進(jìn)行測色計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色裝置，其特征是，所述CCD光譜儀的光譜測量范圍為[Vmin，Vmax]，其中Vmin不大于380nm，Vmax不小于780nm，光譜儀的分辨率不低于 2.5nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色裝置，其特征是，所述計(jì)算裝置(9)可以為計(jì)算機(jī)或平板電腦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色裝置的測色方法，其特征是，包括如下步驟: 步驟1:采用等同于羅維朋比色計(jì)光源的D65光源，將其相對光譜功率分布S(X)進(jìn)行數(shù)據(jù)化保存，作為數(shù)據(jù)化光源； 步驟2:選擇一個(gè)穩(wěn)定的光源(I)作為工作光源，測量所述光源(I)的相對光譜功率分布 SwU)； 步驟3:將作為標(biāo)準(zhǔn)色度片使用的多個(gè)羅維朋標(biāo)準(zhǔn)色度片中的其中一個(gè)羅維朋標(biāo)準(zhǔn)色度片置于樣品架(4)中，測量相對光譜功率分布φ^λ);計(jì)算得到該羅維朋標(biāo)準(zhǔn)色度片的透射比函數(shù)τι(λ)=φ! (λ)/8\ν(λ)； 步驟4:重復(fù)步驟3，獲取多個(gè)羅維朋標(biāo)準(zhǔn)色度片中的每一個(gè)羅維朋標(biāo)準(zhǔn)色度片的透射比函數(shù)Tk(I)=Cpk f)/Sw(X);其中，k為多個(gè)羅維朋標(biāo)準(zhǔn)色度片的個(gè)數(shù)； 步驟5:在取得所有標(biāo)準(zhǔn)羅維朋色度片的每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)羅維朋色度片的透射比函數(shù)后，對同色羅維朋色度片的一組透射比函數(shù)進(jìn)行人工修正處理，使其在各波長點(diǎn)上的透射比值的間隔同其標(biāo)準(zhǔn)值的間隔保持一致的規(guī)律性，然后連同對應(yīng)色度片的標(biāo)準(zhǔn)值，形成數(shù)據(jù)化羅維朋色度片，存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)(9)中，用于結(jié)果的計(jì)算輸出； 步驟6:將被測樣品色度片置于樣品架(4)中，測量相對光譜功率分布φχ(λ);計(jì)算得到該樣品的透射比函數(shù)τχ(λ)=φχ(λ)/3ν(λ); 步驟7:計(jì)算樣品的明度、彩度、色調(diào)角等顏色參數(shù)，以備匹配； 步驟8:根據(jù)步驟7的結(jié)果，按照一定的規(guī)律選擇一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)化羅維朋色度片進(jìn)行組合，可以計(jì)算組合后的羅維朋色度片的明度、彩度、色調(diào)角并與樣品的明度、彩度、色調(diào)角進(jìn)行一致性匹配，最佳的一致性匹配所用到的一組數(shù)據(jù)化羅維朋色度片所代表的羅維朋色標(biāo)度值即為樣品的羅維朋色標(biāo)度值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色方法，其特征是，所述步驟8中一致性匹配的方法為:用數(shù)據(jù)化羅維朋標(biāo)準(zhǔn)色片匹配樣品的顏色參數(shù)；根據(jù)樣品的明度、色調(diào)角及彩度來選擇數(shù)據(jù)化羅維朋色片，進(jìn)行逐次逼近匹配，其匹配過程用到數(shù)據(jù)化羅維朋色片的疊加，疊加后色片的透射比按照τ (A)=T1(A).τ2(λ).τ3(λ)........τχ(λ)進(jìn)行計(jì)算，匹配的主線是色調(diào)角逐次接近，兼顧明度和彩度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色方法，其特征是，所述一致性匹配的方法為:采用部分檢索再逐次接近的方法；即先將大色度值色片進(jìn)行組合，將組合后的色參數(shù)變成數(shù)據(jù)庫表；當(dāng)樣品色參數(shù)獲得后，進(jìn)行匹配選擇，選擇一最佳紀(jì)錄，然后再用小色度值色片進(jìn)行逐次接近匹配，然后得到最佳值。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的羅維朋色標(biāo)度光譜儀測色方法，其特征是，所述一致性匹配的方法為:采用完全組合，即將所有數(shù)據(jù)化的羅維朋色片進(jìn)行組合，計(jì)算出所有各個(gè)組合的羅維朋色標(biāo)度的顏色值和各個(gè)組合明度、色調(diào)角及彩度等色參數(shù)，然后分組，形成多個(gè)數(shù)據(jù)庫分組表；當(dāng)樣品的明度、色調(diào)角及彩度等色參數(shù)獲得后，在數(shù)據(jù)庫表中進(jìn)行匹配選擇，選擇數(shù)據(jù)庫表中明度、色調(diào)角及彩度等色參數(shù)最相一致的一個(gè)最佳紀(jì)錄，這個(gè)最佳紀(jì)錄中羅維朋色標(biāo)度的顏色值即為樣品的顏色值。
【文檔編號(hào)】G01J3/50GK103728023SQ201410004008
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】張守明 申請人:張守明