羅維朋色標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，提出一種可以保證全國量值準確統(tǒng)一的羅維朋色標度測色技術方案。一方面，將標準光源的相對光譜功率存儲于計算機內(nèi)，另一方面，可以將所有羅維朋實物色片變?yōu)閿?shù)據(jù)化羅維朋標準色片，規(guī)范地形成標準的光譜特性透射比函數(shù)并存儲于計算機內(nèi)。然后用數(shù)字化羅維朋標準色片采用逐次逼近的方法進行組合匹配，得到與樣品顏色相一致的組合匹配結(jié)果，組合所用的多個數(shù)字化羅維朋標準色片所組成的羅維朋色標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，具有測色的準確度高、既能夠避免實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。
【專利說明】羅維朋色標度光譜儀測色裝置及其測色方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種羅維朋色標度光譜儀測色裝置及其測色方法。
【背景技術】
[0002]由于色度學領域的需求存在差異，所以測色技術發(fā)展的多樣化是必然的結(jié)果，但多是基于現(xiàn)有的國家標準和國際標準所明確的方法，具有專用性強的特點。由于科學技術的突飛猛進的發(fā)展，從CCD技術的應用而發(fā)展起來的小型光譜儀已廣泛用于光譜測量需要的各領域，也被用于測色領域。
[0003]羅維朋測色計是一種以一組紅、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，當需要測量的樣品放置在樣品架上時，可以觀察到樣品的顏色，這時，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行顏色匹配，當羅維朋色片視場中的顏色與樣品視場中顏色最為一致時，羅維朋色片組中構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度下樣品的顏色。使用羅維朋測色計進行測色時對使用者的視覺有一定的要求，如色盲、色弱者不能進行此項工作，另外，眼睛的疲勞也會產(chǎn)生測量誤差。但是目前還沒有應用光譜儀測色技術來代替(目視)羅維朋測色計的光譜法羅維朋色標度測色儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為避免上述已有技術中存在的不足之處，提供一種羅維朋色標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，測量全部標準羅維朋色片的透射比，對測量結(jié)果進行必要的修正后，連同標準光源的光譜功率函數(shù)，只需實施唯一一次的數(shù)字化存儲，就可得到數(shù)字化標準羅維朋色片和數(shù)字化標準光源；當測得樣品的光譜透射比后，就可以結(jié)合數(shù)字化標準光源計算其顏色參數(shù)，然后利用數(shù)字化標準羅維朋色片進行組合并結(jié)合數(shù)字化標準光源計算其組合后顏色參數(shù)，當某一個組合能最佳匹配樣品的顏色時，這個最佳匹配組合所表達的羅維朋色標度顏色值就是樣品的羅維朋色標度顏色值。
[0005]本發(fā)明提供了一種羅維朋色標度光譜儀測色裝置。
[0006]羅維朋色標度光譜儀測色裝置，其結(jié)構特點是，包括光處理裝置和計算裝置(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)的標準色度片或者被測樣品的色度片，進入第二凸透鏡(5)后匯聚于一點后由光纖米光頭(6 )米集,光纖米光頭(6 )將米集的光信號通過光束傳輸光纖(7 )輸入至CCD光譜儀(8)，CXD光譜儀(8)經(jīng)分光及光電轉(zhuǎn)換，處理后傳給所述計算裝置(9)進行測色計算。
[0007]本發(fā)明的羅維朋色標度光譜儀測色裝置的結(jié)構特點也在于:[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]所述計算裝置(9)為計算機或平板電腦。
[0010]本發(fā)明還提供了一種上述羅維朋色標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光源的D65光源，將其相對光譜功率分布S( λ )進行數(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:將作為標準色度片使用的多個羅維朋標準色度片中的其中一個羅維朋標準色度片置于樣品架(4)中，測量相對光譜功率分布φΚλ);計算得到該羅維朋標準色度片的透射比函數(shù)
【權利要求】
1.羅維朋色標度光譜儀測色裝置，其特征是，如圖1所示，羅維朋色標度光譜儀測色的測色裝置包括光處理裝置和計算裝置(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)的標準色度片或者被測樣品的色度片，進入第二凸透鏡(5 )后匯聚于一點后由光纖米光頭(6 )米集,光纖米光頭(6 )將米集的光信號通過光束傳輸光纖(7 )輸入至CXD光譜儀(8 )，CXD光譜儀(8 )經(jīng)分光及光電轉(zhuǎn)換，處理后傳給所述計算裝置(9)進行測色計算。
2.根據(jù)權利要求1所述的羅維朋色標度光譜儀測色裝置，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)權利要求1所述的羅維朋色標度光譜儀測色裝置，其特征是，所述計算裝置(9)可以為計算機或平板電腦。
4.根據(jù)權利要求1所述的羅維朋色標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光源的D65光源，將其相對光譜功率分布S(X)進行數(shù)據(jù)化保存，作為數(shù)據(jù)化光源； 步驟2:選擇一個穩(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:將作為標準色度片使用的多個羅維朋標準色度片中的其中一個羅維朋標準色度片置于樣品架(4)中，測量相對光譜功率分布φ^λ);計算得到該羅維朋標準色度片的透射比函數(shù)τι(λ)=φ! (λ)/8\ν(λ)； 步驟4:重復步驟3，獲取多個羅維朋標準色度片中的每一個羅維朋標準色度片的透射比函數(shù)Tk(I)=Cpk f)/Sw(X);其中，k為多個羅維朋標準色度片的個數(shù)； 步驟5:在取得所有標準羅維朋色度片的每一個標準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)進行人工修正處理，使其在各波長點上的透射比值的間隔同其標準值的間隔保持一致的規(guī)律性，然后連同對應色度片的標準值，形成數(shù)據(jù)化羅維朋色度片，存儲于計算機(9)中，用于結(jié)果的計算輸出； 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);計算得到該樣品的透射比函數(shù)τχ(λ)=φχ(λ)/3ν(λ); 步驟7:計算樣品的明度、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)律選擇一個或多個數(shù)據(jù)化羅維朋色度片進行組合，可以計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度值即為樣品的羅維朋色標度值。
5.根據(jù)權利要求4所述的羅維朋色標度光譜儀測色方法，其特征是，所述步驟8中一致性匹配的方法為:用數(shù)據(jù)化羅維朋標準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)進行計算，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)權利要求4所述的羅維朋色標度光譜儀測色方法，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行組合，將組合后的色參數(shù)變成數(shù)據(jù)庫表；當樣品色參數(shù)獲得后，進行匹配選擇，選擇一最佳紀錄，然后再用小色度值色片進行逐次接近匹配，然后得到最佳值。
7.根據(jù)權利要求4所述的羅維朋色標度光譜儀測色方法，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)化的羅維朋色片進行組合，計算出所有各個組合的羅維朋色標度的顏色值和各個組合明度、色調(diào)角及彩度等色參數(shù)，然后分組，形成多個數(shù)據(jù)庫分組表；當樣品的明度、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)最相一致的一個最佳紀錄，這個最佳紀錄中羅維朋色標度的顏色值即為樣品的顏色值。
【文檔編號】G01J3/50GK103728023SQ201410004008
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權日:2014年1月2日
【發(fā)明者】張守明 申請人:張守明