分光測色儀作為顏色測量的光電儀器,為了保證測量精度的準確性,對其測量波長(cháng)范圍作了相應的規定,例如YL4660分光測色儀的測量波長(cháng)范圍為:400~700nm,10nm輸出。本文介紹了分光測色儀測量波長(cháng)范圍及其對色度計算精度的影響。
分光測色儀測量波長(cháng)范圍是多少?
在CIE出版物No15.2(1986)推薦的三刺激值計算公式中,求和的波長(cháng)范圍為360~830nm,波長(cháng)間隔為1nm。要求得準確的三刺激值就應按照上述要求進(jìn)行。但目前市場(chǎng)上許多分光測色儀的測量范圍僅為400~700nm,例如三恩時(shí)TS8210的測量波長(cháng)范圍就是400~700nm。由于兩端波長(cháng)范圍的截去就會(huì )帶來(lái)三刺激值的計算誤差,在CIE出版物中指出:從實(shí)際目的出發(fā),波長(cháng)范圍可取380~780nm;如果波長(cháng)范圍小于380~780nm,將會(huì )導致誤差。
分光測色儀測量波長(cháng)范圍對色度計算精度的影響:
下表是采用某分光測色儀,按兩種波長(cháng)范圍測試的三刺激值結果。
從表中可看出兩者的三刺激值差異大些,色差也會(huì )大些,色坐標相差無(wú)幾。因此,在具體問(wèn)題中,如果認為這種誤差可以忽略,則可以采用截短波長(cháng)范圍的方法,如果誤差不能忽略,CIE推薦用外插法補齊兩端數據,即讓截去的測量數據等于最接近的端部測量數據,例如在400nm處ρ(λ)=15.38,則讓360~400nm波長(cháng)上所有的ρ(λ)都等于15.38。
將下列三刺激值計算式子:
改寫(xiě)成一般積分形式:
如果波長(cháng)范圍截短,即λL>360nm,λU<830nm,則:
產(chǎn)生的相對誤差e為:
由上面三個(gè)式子可得:
計算表明:(1)波長(cháng)范圍取為380~780nm時(shí)計算三刺激值引起的最大誤差也是很小的,而且這些誤差主要來(lái)自短波截去的影響。(2)波長(cháng)范圍取為400~700nm時(shí),有可能造成較大的誤差;短波截去對z值影響最大,對Y值影響很??;長(cháng)波截去對X值影響最大,對z值沒(méi)有影響。因此,測色分光光度計的波長(cháng)范圍取為380~780nm較為適宜。
熒光材料的顏色特性也是用三刺激值和色品坐標表示的。熒光材料不僅能反射一部分照射光的光譜成分,而且在照明光的激發(fā)下它能發(fā)射一定成分的光譜,所以熒光材料的顏色決定于它反射和發(fā)射光譜的總和,即:
βT(λ)=βS(λ)+βL(λ)
式中βT(λ)為波長(cháng)λ處的總光譜輻亮度因數;βS(λ)為波長(cháng)λ處反射輻亮度因數;βL(λ)波長(cháng)L處的熒光亮度因數。
熒光材料光譜特性的理想分析方法是雙單色儀法:它通過(guò)激發(fā)單色儀給樣品以某一單色光照射,然后用分析單色儀來(lái)測量可見(jiàn)波段各波長(cháng)入的輻射度因數。
許多熒光樣品在紫外光輻照下可以獲得最大程度的激發(fā),因此測色用熒光分光測色儀的波長(cháng)范圍一般為300~780nm。
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