不同的光源由于光譜能量分布的不同,我們在不同的光源下觀察同一顏色時,就會存在不統一性。因此,為了統一顏色評定與檢測的光源環境,CIE就規定了標準光源,常見的就有A光源,A光源也是標準光源箱中常用的一種光源。那么,標準光源箱中的A光源有什么作用?下文作了介紹。
標準光源有哪些類型?
CIE規定的標準照明體是指特定的光譜能量或者功率分布,是規定的光源顏色標準。標準照明體不一定必須由一個光源直接提供,也不一定用某一種光源來實現。為了實現CIE規定的標準照明體的要求,還規定了相關的標準光源,以具體實現標準照明體所要求的光譜能量分布。
(1)標準光源A
由于鎢絲白熾燈的發射率與同一色溫的完全輻射體的發射率較小,在可見光范圍內的差別小于1%,在紅外部分的差別約為2%。因此,CIE規定以色溫為2856 K的鎢絲白熾燈作為標準光源A。如果要求更準確地實現標準照明體A的紫外輻射相對光譜分布,則推薦使用熔融石英殼或玻璃殼帶石英窗口的燈。
(2)標準光源B
在標準光源A的前面加上一組特定的戴維斯·吉伯遜(Davis-Gibson)液體濾光器(又稱DG濾光器),可以實現標準光源B(相關色溫為4874K)的輻射。
(3)標準光源C
類似于標準光源B,在標準光源A的前面加上另一組特定的戴維斯·吉伯遜液體濾光器,可以實現標準光源C(相關色溫為6774K)的相對光譜功率分布。
(4)日光模擬器
對于標準照明體D,目前CIE尚未推薦相應的標準光源,但是CIE的相關技術委員會正在積極進行日光模擬器的研究,并已經取得一定的進展。由于工業生產中的精細辨色工作,要求照明光源具有近似真實的日光光譜功率分布,而熒光材料的顏色測量又需要日光光譜中的紫外輻射組分,可是標準光源B和C中都缺少這部分光譜,因此,日光模擬器已成為當前光源研究的重要課題之一。
從標準照明體D的光譜分布可以看出,日光具有鋸齒形光譜分布,呈現出發光原子內部電子躍遷規律的不規則性,同時校正濾色器也只能在一定程度上近似模擬日光的光譜分布,因此要研制出精確的日光模擬器是很困難的。目前,正在研制的日光模擬器主要有三種類型,即氙燈日光模擬器、白熾燈日光模擬器和熒光燈日光模擬器,白熾燈的光譜一般是一條遞增的曲線,而熒光燈日光模擬器發光亮度較低。到目前的研究水平,氙燈日光模擬器模擬效果最好。
標準A光源的分布色溫:
分布溫度的定義是,在某一波長范圍內[λ1,λ2],如果有一個光源發出的輻射與某一個溫度下的黑體有最接近的相對光譜功率分布,那么,此時黑體的絕對溫度就叫做該光源在該波長范圍內的分布溫度。分布溫度的數學表達式為:
其中E(λ)是被測光源的相對光譜輻射功率分布;P(λ,T)是黑體的光譜輻射功率分布;α是一個調整常熟。選取適當的α、T值,使得上式的積分值最小,此時的T即為所求的被測光源的分布溫度值。
標準A光源的光譜功率分布:
光源光譜功率分布的測量一般采用高準確度的光譜光度測量法,對于具有連續光譜的光源色,測量波長間隔一般為5nm或10nm。有研究機構測試了A光源的光譜功率分布,波長間隔為4nm。根據測量得到的標準燈和A光源在采樣波長上的光譜響應讀數,按下式計算光源A的光譜功率分布S(λ)。
S(λ)=R(λ)/R0(λ)·S0(λ)
上式中: R(λ)待測燈的光譜響應讀數。R0(λ)標準燈的光譜響應讀數。S0(λ)標準燈的光譜功率分布。
下圖為A光源和標準照明體A光譜功率分布曲線的對比,其中圖a為測得的光源A的實際光譜功率分布,圖b為標準照明體A的相對光譜功率分布。圖a和圖b的橫坐標均為波長(nm),縱坐標為光源的光譜功率分布(W/m3)。通常情況下會將縱軸的s(λ)數值進行均一化處理,得到比較整齊的數據,稱為相對光譜功率分布。
標準光源箱中A光源的作用:
我們在使用標準的時候,有些型號的產品控制面板上常常就會有A光源,A光源是一種鎢絲燈,色溫為2856K,功率為60W,主要用于同色異譜的檢測。
在標準光源對色燈箱中,顯色性能最好的燈光就是白熾燈。對色光源A就是一種白熾燈光源,所以通常作為比色參考用燈。那么,什么是比色燈呢?簡單來說,我們在D65光源條件下,檢測某種產品色差時,他們的顏色是一致的。但是當我們切換為A光源后,試樣和標樣的顏色就可能呈現出兩種不同的顏色。這種現象就稱為同色異譜。
為了準確的評定產品的同色異譜,標準光源箱中就常常配置兩種以上的光源類型。根據研究表面,A光源檢測同色異譜的效果是比較好的,所以大部分對色燈箱中都會配置A光源。