CN113418605A - 一种对色用标准光源及其校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对色用标准光源及其校准方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)设定标准对色光源的x、y标准值:根据CIE 1931色度系统,确定不同型号标准对色光源的x、y标准值;(2)色彩检测:根据CIE 1931色度系统,对不同型号的标准对色荧光灯管进行检测,并记录每支灯管颜色参数x、y的数值;(3)拼配:将高于标准值的荧光灯管,与低于标准值的荧光灯管进行拼配,拼配后得到对色用标准光源,对色用标准光源的x、y值为标准值±0.0012,本发明提供的一种具有完全一致性的对色标准光源,解决现有不同厂家,使用不同的发光灯管,提供的标准对色灯箱色彩不一致的问题,基于本发明提供的对色标准光源,可以使生产者、使用者、用户之间,获得完全相同的色彩显示,杜绝不同使用者之间,因为对色标准光源的色彩差异,而导致产品出现色彩偏差。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试方法,尤其是涉及一种对色用标准光源及其校准方法。
如无特别说明:本发明所述的标准灯管、标准对色灯管,均为符合国际照明委员会(CIE)标准的荧光灯管。
背景技术
各类显示器,即使经过精密仪器的校正也无法达到色彩统一的要求;同一图案文档,在不同的显示器上会呈现不同的色彩,经过调色员(根据自家显示器的色彩)对图案文档调色,此时,图案文档的色彩实际已经发生变化;当作业单下发到生产厂家后,厂家无法正确判定其色彩是否是上家客户的真实要求,制作出的产品会产生色差问题。
观察色彩离不开光源,同样的反射稿、印刷品,在不同的环境光线下会呈现不同的色彩。
上述问题,在摄影、纺织印染、油漆、油墨印刷、颜料、化工、化妆品等对色彩具有较高要求的技术领域,普遍存在。
为了解决上述技术问题,开发了一种标准对色灯箱,其目的就是在相同的标准光源下进行色彩评价,以此准确校对货品的颜色偏差,标准对色灯箱有效地解决了因为色彩显示的差异,导致产品出现的色差问题。
目前,大部分标准对色灯箱采用的标准光源是按照国际照明委员会(CIE)规定标准生产的标准对色荧光灯管,如CIE标准照明体D65、D55、D75,它们代表的相关色温分别为6504K、5503K、7504K。由上可以看出,目前国内和国际上对标准光源的要求是以色温作标准,并未对灯管的色光有要求。而采用标准对色荧光灯管作为对色光源时,即使在同样的色温下,其展现出来的光色是不确定的。
以对色使用最多的D65标准对色光源(色温6500K、标准人工日光)为例,各生产厂家的D65标准对色灯箱,即存在严重的色彩偏差。即便是同一厂家,同一型号的对色箱,对于色彩的显示也都会存在一些区别,几乎找不出色彩相同的二台对色灯箱。因此,目前市面上所谓的标准对色灯箱,无法完成色彩的传递和色彩的判别,充其量只是一个照明箱,无法完成“对色”和“标准”作用。
分析原因在于:(1)不同标准对色灯箱生产厂家的D65标准对色灯箱,其采用的D65标准对色荧光灯管,其来源于不同的灯管生产厂家,而不同的灯管生产厂家采用各自不同的色彩标准生产荧光灯管,因此,导致对色荧光灯管显示的色彩存在较大差异。(2)灯管生产厂家在生产同批次荧光灯管过程中,由于制作工艺的复杂,难以保证灯管色彩的一致性,而不同批次的灯管,灯管色彩的差异就更大了。
有基于此,本发明旨在解决现有对色用标准光源色彩显示不一致的问题。
发明内容
本发明的第一方面目的是克服现有标准对色灯箱存在的色差问题,提供一种对色用标准光源的校准方法。
本发明采用以下技术方案:
一种对色用标准光源的校准方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)设定标准对色光源的x、y标准值:
根据CIE 1931色度系统,确定不同标准对色光源的x、y标准值。
所述标准对色光源的标准值x、y值,根据以下方法确定:
以D65标准对色光源(色温6500K、标准人工日光)为例,不同厂家生产的D65标准对色灯管,其x值一般在0.3010~0.3190之间、y值一般在0.3220~0.3460之间,因此,原则上,位于上述区间的任意数值均可以作为一个标准值,但考虑到本发明的校准方法和拼配的便利性,取一个市面上光源占比较多的值,是比较科学、经济的选择,经统计分析,D65标准对色光源,大部分x值位于0.3070±0.0050,y值位于0.3280±0.0050;以上述值作为标准值,是一个较佳的选择;
不同标准对色荧光灯管的标准值如下:
当所述灯管为D50时,标准值为:x值0.3230~0.3490、y值在0.3492~0.3684;较佳x值为0.3320±0.0050,y值为0.3550±0.0050;
当所述灯管为D55时,标准值为:x值0.3180~0.3340、y值在0.3450~0.3590;较佳x值为0.3250±0.0050,y值为0.3500±0.0050;
当所述灯管为D65时,标准值为:x值0.3010~0.3190、y值在0.3220~0.3460;较佳x值为0.3070±0.0050,y值为0.3280±0.0050;
当所述灯管为D75时,标准值为:x值0.2980~0.3152、y值在0.3174~0.3320;较佳x值为0.3050±0.0050,y值为0.3250±0.0050;
(2)、色彩检测:
对现有标准对色灯管进行色彩检测,优选选择同一生产厂家、同一批次生产的标准对色灯管,根据CIE 1931色度系统,分别测定每支灯管颜色参数x、y的数值,然后记录;
具体检测方法如下:
1、将待测标准对色灯管放入标准模拟灯箱(灯箱内设置有电源稳压系统,防止因电压不稳定导致灯管发光的微小差异);
2、关闭所有环境光源,使待测灯管处于全黑环境;
3、将色温照度计放置于灯箱底部中间,与待测灯管距离70厘米左右;
4、打开灯箱电源,使待测灯管发光,并开启5分钟后开始测量;
5、采用色温照度计对待测灯管进行测量,并记录颜色参数x、y的数值;
6、检测完毕后,换另一支灯管,直至所有灯管检测完毕。
(3)、拼配:
将所有检测完毕的标准对色灯管的数据进行对照,并按照拼色标准进行一一配对,配对后的一组灯管,即为本发明的对色用标准光源。
拼色的原则是:以步骤(1)设定的标准对色光源x、y标准值为参照,将高于标准值的灯管与低于标准值的灯管进行拼配,拼配后的x、y值为标准值±0.0012即可。
本发明的第二目的是提供一种采用上述方法拼配获得的对色用标准光源,其特征在于:包括至少两支标准对色荧光灯管组配而成,组配后的标准光源色光按照标准CIE1931色度系统,其x、y值为标准值±0.0012。
所述标准对色荧光灯管,选自D50、D55、D65、D75标准对色荧光灯管的任意一种;
不同标准对色荧光灯管的标准值如下:
当所述灯管为D50时,标准值为:x值0.3230~0.3490、y值在0.3492~0.3684;较佳x值为0.3320±0.0050,y值为0.3550±0.0050;
当所述灯管为D55时,标准值为:x值0.3180~0.3340、y值在0.3450~0.3590;较佳x值为0.3250±0.0050,y值为0.3500±0.0050;
当所述灯管为D65时,标准值为:x值0.3010~0.3190、y值在0.3220~0.3460;较佳x值为0.3070±0.0050,y值为0.3280±0.0050;
当所述灯管为D75时,标准值为:x值0.2980~0.3152、y值在0.3174~0.3320;较佳x值为0.3050±0.0050,y值为0.3250±0.0050。
本发明的第三目的是提供一种采用上述对色用标准光源的标准对色灯箱,其特征在于,包括:
分体式箱体,分体式箱体由上箱体、下箱体组成;
标准对色光源由拼配好的两根标准对色荧光灯管组成,置于上箱体内;
遮光帘,可收纳式地安装于分体式箱体内;遮光帘与上箱体、下箱体构成对色工作空间;
升降杆,可收纳式地安装于箱体内,用于箱体的打开或关闭;
支撑脚,可收纳式地安装于箱体内,更具体地,可相互折叠地收纳于下箱体的底部。
本发明的有益效果如下:
(1)本发明提供的一种对色用标准光源的校准方法,解决了现有各厂家的标准对色灯箱(光源)色彩不一致的问题。
申请人通过长期实验和寻找,影响荧光灯管色彩显示或者说造成色彩差异的原因,最终发现:不同标准对色灯管之间,始终存在一定色差,即使是同一生产厂家生产的同一批次荧光灯管,亦会如此。而通过对每支标准对色灯管的颜色参数x、y(CIE 1931色度系统)进行检测,并按照本发明的拼色方法重新进行拼装,获得的标准对色光源,不仅具有色彩的一致性,而且色彩显示准确率高。
(2)本发明提供的一种具有完全一致性的对色标准光源,解决现有不同厂家,使用不同的发光灯管,提供的标准对色灯箱色彩不一致的问题,基于本发明提供的对色标准光源,可以使生产者、使用者、用户之间,获得完全相同的色彩显示,杜绝不同使用者之间,因为对色标准光源的色彩差异,而导致产品出现色彩偏差。
(3)本发明提供的一种便携式的标准对色灯箱,结构简单、携带和使用方便,色彩显示和还原准确。
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步的阐述。
附图说明
图1是本发明用于测试标准荧光灯管的CIE xyy色度系统原理图;
图2为本发明的对色用标准光源进行的色彩显示效果对照;
图3为现有标准对色光源进行的色彩显示效果对照(同一厂家、不同型号灯管);
图4为现有标准对色光源进行的色彩显示效果对照(不同厂家、同一色温的灯管);
图5为现有标准对色光源进行的色彩显示效果对照(同一厂家、同一型号,同一批次);
图6为本发明制备的对色用标准光源的产品结构示意图;
图7为采用本发明对色用标准光源制备的对色灯箱的结构示意图;
图8为采用本发明对色用标准光源制备的对色灯箱的另一使用状态图。
具体实施方式
实施例1:一种对色用标准光源的校准方法
本实施例以目前最常用的D65标准对色光源(色温6500K、标准人工日光)作为示例,来对本发明做详细说明。
一种对色用标准光源的校准方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)灯管选择
选择同一生产厂家、同一批次生产的D65标准对色用荧光灯管作为标准光源的发光体,本实施例中选择VeriVide公司的D65标准对色荧光灯管,具体型号为F20T12/D65,数量为15支。
选择同一生产厂家出厂的同一批次灯管作为标准光源的发光体,是因为灯管之间的色彩差异较小,较容易的组合成标准统一的色彩。
(2)色彩检测
采用以下方法分别测定每根荧光灯管的色彩,根据图1所示的CIE 1931色度系统原理,x色度坐标代表红色原色的比例,y代表绿色原色的比例,并分别记录颜色参数x、y的数值。
测试步骤如下:
1、将待测荧光灯管放入标准模拟灯箱(灯箱内设置有电源稳压系统,防止因电压不稳定导致灯管发光的微小差异);
2、关闭所有环境光源,使待测荧光灯管处于全黑环境;
3、将色温照度计放置于灯箱底部中间,与待测荧光灯管距离70厘米左右;
4、打开灯箱电源,使待测灯管发光,并开启5分钟后开始测量;
5、采用色温照度计对待测荧光灯管进行测量,并记录颜色参数x、y的数值;
6、检测完毕后,换另一支荧光灯管,直至所有荧光灯管检测完毕。
检测的15支荧光灯管的x和y颜色参数如下表:
表1
(3)拼色
将所有检测完毕的荧光灯管的数据进行对照,并按照以下拼色原则进行一一配对,配对后的一组荧光灯管,即为本发明的对色用标准光源。
拼色的原则是:以x值为:0.3050、y值为:0.3268为标准值,选择一数值高于标准值的灯管与一数值低于标准的灯管进行拼配,使拼配后获得的标准对色光源,测试其x值为0.3050±0.0012,y值为:0.3268±0.0012。
标准值的确定:我们选择欧盟的WeriWide D65灯管,其显色指数大于95%,其色光比较接近日光(10点-15点的晴朗少云天气),根据其灯管的基本参数和CIE 1931色度系统,我们设定其标准值:x值为0.3050,y值为0.3268。经测试,上述标准值基本与检测的15支荧光灯管的平均值相接近。这样,在拼配的时候,通过选择任意两支(一支大于标准值、一支小于标准值)灯管组合,比较容易进行组配,同时更为经济、防止浪费。
拼色的原理:
如图1所示,在CIE 1931色度系统中,x值表示光源中红色的比例,值越大,红色成分越多,y值表示光源中绿色的比例,值越大,绿色成分越多。当x和y值任一数值变化时,光源色彩就会发生变化,一般而言:当x值和y值的末二位数值产生正负0.0012以上的差别时,人眼就能辨别出色彩变化。
因此,确定了标准对色光源的x值和y值,其色光是唯一的,但由于目前国内和国际上对标准灯箱的要求是以色温作标准,而同样的色温,其光色是不确定的,其x和y值也是不确定的,由此造成了各台灯箱的光色是随灯管的色彩偏差而偏差。因此,设定标准的x和y值,让标准对色光源真正具有标准对色的功能和颜色桥梁的作用,使全行业的颜色传递达到一致性和共同性。
拼配原则:选择两支灯管的x值相加除2,其数值应于设定的0.3050接近,越接近越好,误差不得超过0.0012,同时二支灯管的y值也相加除2,其数值应于设定的0.3268接近,越接近越好,误差不得超过0.0012,一般而言:当x值为大于标准值时,y值也相应大于标准值,同样的,x值为小于标准值时,y值也相应小于标准值。
根据表1检测的荧光灯管数据,确定拼配方案如下:
标准对色光源D1:1号灯管——13号灯管
标准对色光源D2:2号灯管——8号灯管
标准对色光源D3:3号灯管——11号灯管
标准对色光源D4:5号灯管——12号灯管
标准对色光源D5:6号灯管——10号灯管
标准对色光源D6:7号灯管——14号灯管
余4号、9号和15号待配。
作为一种替换的实施例,采用不同厂家、不同型号的标准对色荧光灯管进行实验和拼装,亦可实现本发明,只是不同厂家、不同型号的荧光灯管,其x值、y值相差较大,相对而言,拼配获得的标准对色光源经济性较差,也就是说,同样数量和批次的灯管,损耗率(不满足配对)会比较高。
实施例2:一种标准对色光源
图6示出了本发明一种标准对色光源的结构,采用两支标准对色荧光灯管5,标准对色荧光灯管采用实施例1拼配好的一组标准对色荧光灯管(D1)。
图7-图8还示出了采用本发明标准对色光源制作的一种标准对色灯箱,包括:
分体式箱体1,分体式箱体1由上箱体11、下箱体12组成,
标准对色光源5由拼配好的两根标准对色荧光灯管组成,置于上箱体11内;
遮光帘2,可收纳式地安装于分体式箱体1内;遮光帘2与上箱体11、下箱体12构成对色工作空间6;
升降杆3,可收纳式地安装于箱体1内,用于箱体1的打开或关闭;所述升降杆3可以是手动的,也可以采用电动的;
支撑脚4,可收纳式地安装于箱体1内,更具体地,可相互折叠地收纳于下箱体12的底部。
本发明提供的上述便携式标准对色灯箱,结构简单、携带和使用方便。
效果检测:
将采用本发明标准对色光源制备的标准对色灯箱(实施例2),与采用现有不同标准对色荧光灯管的标准对色灯箱,进行色彩显示效果对照:
测试方法:在相同环境条件(相同光照条件、相同电压)下,我们把样本(同一色彩文稿)放在不同的标准对色灯箱中,并记录灯管的色彩显示效果。
对比例1:
如图3所示,采用的是同一生产厂家生产的不同型号的D65标准对色荧光灯管,左边灯管是飞利浦TLD18W/54-765,右边灯管是飞利浦TLD18W/965Graphica,如图3所示:同一品牌厂家,不同型号的的灯管色彩显示有很大差异,部分灯管R值较高,发光会偏红一些,部分灯管G值较高,发光会偏黄一些。
对比例2:
如图4所示,采用的是不同生产厂家生产的同一色温的D65标准对色荧光灯管,其中:左边灯管是加拿大的GRETAGMACBETH 6500K,右边灯管是飞利浦TLD18W/965Graphica,这是不同厂家生产的同色温的灯管,但色彩显示同样有偏差。
对比例3:
如图5所示,采用的是均为欧盟产的Verivide生产的同一批次的D65标准对色荧光灯管,由图5可以看出,即使是同一型号,同一批次的灯管,由于制作工艺的复杂,难以保证每支灯管色彩的一致性,同样色彩显示也有偏差。
将本发明拼配的一组标准对色光源的显示效果(如图2所示),与现有标准对色荧光灯管(图3-图5所示)进行对照可以发现:
(1)现有不同厂家生产的不同型号标准对色荧光灯管,虽然其均符合国际照明委员会(CIE)规定的色温标准,但是在实际色彩显示时,依然会存在不同程度的误差,如果灯管的色彩显示有偏差,就会造成目测的样本色彩有差异,生产出的产品也会产生偏差,同时按照灯箱中样本的色彩调整的显示器色彩(把样本电子稿在电脑应用软件中打开)也会出现偏差,使印前与印后的色彩无法匹配,造成不必要的浪费和纠纷。
(2)采用本发明方法制备的标准对色光源,色彩显示基本一致,可以有效解决现有标准对色荧光灯管色彩显示不一致的问题,基于本发明提供的对色标准光源,可以使生产者、使用者、用户之间,获得完全相同的色彩显示,杜绝不同使用者之间,因为对色标准光源的色彩差异,而导致产品出现色彩偏差而造成的浪费。
Claims (9)
1.一种对色用标准光源的校准方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)设定标准对色光源的x、y标准值:
根据CIE 1931色度系统,确定不同型号标准对色光源的x、y标准值;
(2)色彩检测:
根据CIE 1931色度系统,对不同型号的标准对色荧光灯管进行检测,并记录每支灯管颜色参数x、y的数值;
(3)拼配:
将高于标准值的荧光灯管,与低于标准值的荧光灯管进行拼配,拼配后得到对色用标准光源,获得的对色用标准光源的x、y值满足标准值±0.0012。
2.根据权利要求1所述一种对色用标准光源的校准方法,其特征在于,所述不同型号标准对色光源的x、y标准值,根据以下方法确定:
当所述灯管为D50时,标准值为:x值0.3230~0.3490、y值在0.3492~0.3684;
当所述灯管为D55时,标准值为:x值0.3180~0.3340、y值在0.3450~0.3590;
当所述灯管为D65时,标准值为:x值0.3010~0.3190、y值在0.3220~0.3460;
当所述灯管为D75时,标准值为:x值0.2980~0.3152、y值在0.3174~0.3320。
3.根据权利要求2所述一种对色用标准光源的校准方法,其特征在于,所述不同型号标准对色光源的x、y标准值,根据以下方法确定:
当所述灯管为D50时,标准值为:x值为0.3320±0.0050,y值为0.3550±0.0050;
当所述灯管为D55时,标准值为:x值为0.3250±0.0050,y值为0.3500±0.0050;
当所述灯管为D65时,标准值为:x值为0.3070±0.0050,y值为0.3280±0.0050;
当所述灯管为D75时,标准值为:x值为0.3050±0.0050,y值为0.3250±0.0050。
4.根据权利要求1所述一种对色用标准光源的校准方法,其特征在于:所述色彩检测的步骤如下:
(1)、将待测标准对色灯管放入标准模拟灯箱,灯箱内设置有电源稳压系统,防止因电压不稳定导致灯管发光的微小差异;
(2)、关闭所有环境光源,使待测灯管处于全黑环境;
(3)、将色温照度计放置于灯箱底部中间,与待测灯管距离70厘米左右;
(4)、打开灯箱电源,使待测灯管发光,并开启5分钟后开始测量;
(5)、采用色温照度计对待测灯管进行测量,并记录颜色参数x、y的数值;
(6)、检测完毕后,换另一支灯管,直至所有灯管检测完毕。
5.根据权利要求1或4所述一种对色用标准光源的校准方法,其特征在于:所述待测标准对色灯管为同一生产厂家、同一批次生产的标准对色荧光灯管。
6.一种对色用标准光源,其特征在于:包括至少两支标准对色荧光灯管组配而成,组配后的标准光源色光按照标准CIE 1931色度系统,其x、y值为标准值±0.0012;
所述标准对色荧光灯管,选自D50、D55、D65、D75标准对色荧光灯管的任意一种;
不同标准对色荧光灯管的标准值如下:
当所述灯管为D50时,标准值为:x值0.3230~0.3490、y值在0.3492~0.3684;
当所述灯管为D55时,标准值为:x值0.3180~0.3340、y值在0.3450~0.3590;
当所述灯管为D65时,标准值为:x值0.3010~0.3190、y值在0.3220~0.3460;
当所述灯管为D75时,标准值为:x值0.2980~0.3152、y值在0.3174~0.3320。
7.根据权利要求6所述的一种对色用标准光源,其特征在于:不同标准对色荧光灯管的标准值如下:
当所述灯管为D50时,标准值为:x值为0.3320±0.0050,y值为0.3550±0.0050;
当所述灯管为D55时,标准值为:x值为0.3250±0.0050,y值为0.3500±0.0050;
当所述灯管为D65时,标准值为:x值为0.3070±0.0050,y值为0.3280±0.0050;
当所述灯管为D75时,标准值为:x值为0.3050±0.0050,y值为0.3250±0.0050。
8.一种标准对色灯箱,其特征在于,包括:
分体式箱体,分体式箱体由上箱体、下箱体组成;
标准对色光源由拼配好的两根标准对色荧光灯管组成,置于上箱体内;
遮光帘,可收纳式地安装于分体式箱体内;遮光帘与上箱体、下箱体构成对色工作空间;
升降杆,可收纳式地安装于箱体内,用于箱体的打开或关闭;
支撑脚,可收纳式地安装于箱体内。
9.根据权利要求8所述的一种标准对色灯箱,其特征在于:所述支撑脚可相互折叠地收纳于下箱体的底部。
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