分光測(cè)色儀作為顏色測(cè)量的光電儀器,為了保證測(cè)量精度的準(zhǔn)確性,對(duì)其測(cè)量波長(zhǎng)范圍作了相應(yīng)的規(guī)定,例如YL4660分光測(cè)色儀的測(cè)量波長(zhǎng)范圍為:400~700nm,10nm輸出。本文介紹了分光測(cè)色儀測(cè)量波長(zhǎng)范圍及其對(duì)色度計(jì)算精度的影響。
分光測(cè)色儀測(cè)量波長(zhǎng)范圍是多少?
在CIE出版物No15.2(1986)推薦的三刺激值計(jì)算公式中,求和的波長(zhǎng)范圍為360~830nm,波長(zhǎng)間隔為1nm。要求得準(zhǔn)確的三刺激值就應(yīng)按照上述要求進(jìn)行。但目前市場(chǎng)上許多分光測(cè)色儀的測(cè)量范圍僅為400~700nm,例如三恩時(shí)TS8210的測(cè)量波長(zhǎng)范圍就是400~700nm。由于兩端波長(zhǎng)范圍的截去就會(huì)帶來三刺激值的計(jì)算誤差,在CIE出版物中指出:從實(shí)際目的出發(fā),波長(zhǎng)范圍可取380~780nm;如果波長(zhǎng)范圍小于380~780nm,將會(huì)導(dǎo)致誤差。
分光測(cè)色儀測(cè)量波長(zhǎng)范圍對(duì)色度計(jì)算精度的影響:
下表是采用某分光測(cè)色儀,按兩種波長(zhǎng)范圍測(cè)試的三刺激值結(jié)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(biāo)相差無幾。因此,在具體問題中,如果認(rèn)為這種誤差可以忽略,則可以采用截短波長(zhǎng)范圍的方法,如果誤差不能忽略,CIE推薦用外插法補(bǔ)齊兩端數(shù)據(jù),即讓截去的測(cè)量數(shù)據(jù)等于最接近的端部測(cè)量數(shù)據(jù),例如在400nm處ρ(λ)=15.38,則讓360~400nm波長(zhǎng)上所有的ρ(λ)都等于15.38。
將下列三刺激值計(jì)算式子:
改寫成一般積分形式:
如果波長(zhǎng)范圍截短,即λL>360nm,λU<830nm,則:
產(chǎn)生的相對(duì)誤差e為:
由上面三個(gè)式子可得:
計(jì)算表明:(1)波長(zhǎng)范圍取為380~780nm時(shí)計(jì)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自短波截去的影響。(2)波長(zhǎng)范圍取為400~700nm時(shí),有可能造成較大的誤差;短波截去對(duì)z值影響最大,對(duì)Y值影響很??;長(zhǎng)波截去對(duì)X值影響最大,對(duì)z值沒有影響。因此,測(cè)色分光光度計(jì)的波長(zhǎng)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(biāo)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(zhǎng)λ處的總光譜輻亮度因數(shù);βS(λ)為波長(zhǎng)λ處反射輻亮度因數(shù);βL(λ)波長(zhǎng)L處的熒光亮度因數(shù)。
熒光材料光譜特性的理想分析方法是雙單色儀法:它通過激發(fā)單色儀給樣品以某一單色光照射,然后用分析單色儀來測(cè)量可見波段各波長(zhǎng)入的輻射度因數(shù)。
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(cè)色用熒光分光測(cè)色儀的波長(zhǎng)范圍一般為300~780nm。
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