CN205402398U - 一种对色标准光源箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种对色标准光源箱，包括箱本体，箱本体下部设置有光源布置空间，光源布置空间内设置标准光源，标准光源包括卤钨灯和窄波LED光源，卤钨灯的下部设置有滤光器，卤钨灯透过滤光器射出光线与窄波LED光源的光线混合，窄波LED光源提供的光照能量占总辐照能量的20％以内。本实用新型补偿后的光源质量按CIE标准D照明体规定的同色异谱指数<0.2A级水平；由补偿后光线对被测物品进行颜色测试，保证长时间颜色测试结果的准确性。

Description

一种对色标准光源箱

技术领域

本实用新型涉及一种检测结构，尤其是涉及一种对色标准光源箱。

背景技术

当前市场使用的对色标准光源的标准D照明体的日光光源有多种品牌的荧光灯管和采用卤钨灯透过滤光器使辐照的光线模拟CIE标准规定的D照明体。用卤钨灯通过滤光器的辐照光源的相对光谱功率分布能达到CIE标准规定的D照明体同色异谱指数A级水平，但由于材质和制造工艺技术的影响，其功能对光源辐照的相对光谱功率分布技术指标很难达到CIED标准照明体＜0.2的A级同色异谱指数质量水平，在长时间的使用过程中还会逐渐变差，甚至会超过0.25同色异谱指数，只有＞0.25～0.50级的B级水平。由于同一规格的卤钨灯存在材质成分的差异，其发射出的光线相对光谱功率分布不可能有相对一致的质量，配置的有色光学玻璃的滤光器，也因为材质原因，对透过的辐照光相对光谱功率分布也会产生变异，而且一种滤光器和卤钨灯的组合只能形成单一规格的CIE标准D照明体，CIE标准照明体分D65、D75、D55、D50等多种标准规格。现有技术难以保证标准光源在长时间使用后继续拥有稳定的光谱功率分布，更换卤钨灯或者滤光器都会产生差异，从而影响到测试的准确性。

卤钨灯透过滤光器的光线其光谱功率分布难以解决不同波长段的锯齿形态，因此在目前市场认定最高质量的SpectraLightQC标准光源对色观察箱(2013年才推入市场的新产品)其光源质量按CIE15：2004规定的质量指标光源同色异谱指数只能达到0.20--0.30的A或B级水平。这种标准D日光光源，采用的卤钨灯灯管因采用的钨丝和含有卤化物、卤族元素的惰性气体在灯管的长时间使用过程中逐渐产生了效率的变化和用于滤光器的有色光学玻璃其材质(化学材料)产生的变异，使光源的相对光谱功率分布产生变异。因此在使用过程中其光源的同色异谱指数从0.21逐渐上升至0.25--0.30只能维持在B级水平。虽然其照度依然很高，但灯管内钨丝卷成的发光区域在不同长度的间距存在差异，其发射出来的光照能量也会不相同，因此对光源箱体下放置物体部位的照明均匀程度只能达到90％左右的质量水平。

近几年由于LED光源节省耗电、发光效率高而且使用寿命长等优点，多家光源研究单位推出了采用LED来模拟CIE标准D光源。由于LED发出光线的光谱分布只能处于窄波波长段，而且每种LED发出的光谱主峰窄成尖峰，虽然可以用红绿蓝三种窄波的光线组成一体发射出白光，但其光谱功率分布存在缺陷。因此采用多段窄波LED来组合发光使其照射出光谱功率分布接近CIE标准规定的D照明体规格要求，但其在标准光源对色灯箱下照射在物体放置位置光线的相对光谱功率分布存在不均匀性。近期有人推出一种基于LED的智能对色灯箱，采用的方法至少用一只LED白光光源和多只单色LED为照明主体。用卤钨灯配置特殊的滤光片发射光线来补充整体可见光线的辐射能量。采用电子技术监控实现智能化调整各只LED发射光线的能量，虽然其发射出的组合光线可模拟CIE标准D照明体的色温指数，但各种LED发射的光线光谱主峰能量突出，其发射出的光线相对光谱功率分布参数不可能达到CIE标准规定的每个波段的指标。只要分析其发射光线的相对光谱功率分布的实测数据与CIE标准规定的D照明体的相对光谱功率分布参数进行比对，即可明白其差异很明显。虽然用目前通用的测色温仪器测定其色温量值能达到CIE标准规定的D光源指标。但其发射出的光线的光源同色异谱指数很难达到A级水平，而且这种采用以多只不同单色LED配置白光LED作为光源辐射能量的主体，却用卤钨灯配置滤光片透射的光线作为辐照能量的补充，辐射均匀程度仍然很难在被测样品的表面有良好的均匀性。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构简单，实现稳定模拟D照明体，保证测试准确性并可独立设置于测试空间上方提供测试光照的对色标准光源箱。

本实用新型采用以下技术方案：一种对色标准光源箱，包括箱本体，箱本体下部设置有光源布置空间，光源布置空间内设置标准光源，标准光源包括卤钨灯和窄波LED光源，卤钨灯的下部设置有滤光器，卤钨灯透过滤光器射出光线与窄波LED光源的光线混合，窄波LED光源提供的光照能量占总辐照能量的20％以内。

作为一种改进，标准光源还包括UV紫外灯，UV紫外灯与卤钨灯、窄波LED光源一起工作时补偿紫外能量。

作为一种改进，窄波LED光源成组的设置，该组具有多个不同波长的窄波LED光源，当调节多个不同波长的窄波LED光源的亮度，补偿卤钨灯透过滤光器射出的光线。

作为一种改进，卤钨灯和滤光器为两组，设置在光源布置空间对称的左右位置；窄波LED光源为对应的两组，分别设置在滤光器的外侧。

作为一种改进，UV紫外灯为对应的两组，分别设置于滤光器的前后侧。

作为一种改进，成组设置的窄波LED光源外部设置有漫散射匀光灯罩。

作为一种改进，箱本体下部还设置有漫散射匀光玻璃板，漫散射匀光玻璃板从下方封闭光源布置空间。

作为一种改进，光源布置空间的上部设置有镜面反射的反光板面，标准光源射出的光线由反光板面反射。

作为一种改进，卤钨灯为匀散射卤钨灯，卤钨灯灯管表面具有喷砂层，卤钨灯上方罩有一镜面反射铝板，镜面反射铝板罩住卤钨灯的四周。

作为一种改进，标准光源还包括日落灯、荧光灯和白炽灯；白炽灯为两组，分别对称的设置在滤光器的内侧；日落灯为四组，每组滤光器前后侧各对称的设置一组，日落灯靠近光源布置空间中部的一侧设置有半包围的日落灯罩；荧光灯为两组，对称的设置于滤光器前后侧。

本实用新型的有益效果：对色标准光源箱可独立设置在测试空间的上方，通过卤钨灯的光线透过滤光器射出补偿前辐照光线；设置窄波LED光源射出补偿光线；补偿前辐照光线和补偿光线混合成为补偿后辐照光线；由补偿后辐照光线对下方的被测物品进行颜色测试。以卤钨灯射出的光线作为主体辐照光线，可以具有更加平缓的光谱功率分布曲线，并通过小功率的窄波LED光源补偿卤钨灯透过滤光器存在的不足能量，能模拟成高精度的CIE标准的D照明体。卤钨灯配置滤光器和窄波LED光源的组合可以模拟不同规格的D照明体即D65、D75、D55、D50等，只要通过调整窄波LED光源的亮度即可实现。补偿后的光源质量按CIE标准D照明体规定的同色异谱指数＜0.2A级水平，这是原来光源难以实现的；并且提高了光源的稳定性，因此在光源使用过程中不会产生辐照光线色温的变化，通过自动监控来调整补偿光线，使得辐照光线的色温符合标准，保证长时间颜色测试结果的准确性。

附图说明

图1是本实用新型对色标准光源箱的仰视图。

图2是本实用新型对色标准光源箱的侧面局部剖视图。

图3是本实用新型的光谱功率分布曲线标准D65、D65、D65+LED、D65+LED+UV的比较图。

图4是本实用新型的光谱功率分布曲线标准D65和D65的比较图。

图5是本实用新型的光谱功率分布曲线标准D65、D65、D65+LED的比较图。

图6是本实用新型的光谱功率分布曲线标准D65、D65、D65+LED+UV的比较图。

图中：1、箱本体；11、光源布置空间；12、滤光器；13、漫散射匀光玻璃板；14、反光板面；2、标准光源；21、卤钨灯；211、镜面反射铝板；22、窄波LED光源；221、漫散射匀光灯罩；23、UV紫外灯；24、日落灯；241、日落灯罩；25、荧光灯；26、白炽灯。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

如图1、2、3、4、5、6所示，为本实用新型对色标准光源箱的具体实施例。该实施例包括箱本体1，箱本体1下部设置有光源布置空间11，光源布置空间11内设置标准光源2，标准光源2包括卤钨灯21和窄波LED光源22，窄波LED光源22的窄波段范围为350nm-850nm，卤钨灯21的下部设置有滤光器12，卤钨灯21透过滤光器12射出光线与窄波LED光源22的光线混合，窄波LED光源22提供的光照能量占总辐照能量的20％以内。日光光源是测试颜色的重要光源，但现有的卤钨灯21加滤光器12模拟日光光源的方式还是会在使用一段时间后产生光源的相对光谱功率分布变化的情况，从而导致颜色测试的误差发生并且越来越大；并且一个卤钨灯21仅能模拟一种标准D照明体，卤钨灯21之间的光谱功率分布又不相同，更换后也会带来误差。设置了可调节的窄波LED光源22与卤钨灯21配合，可以使两者的光线混合补偿成为符合标准的D照明体光源进行测试；调节窄波LED光源22的亮度可以做到模拟不同规格的D照明体即D65、D75、D55、D50等；当使用一段时间后，经过测试若发现混合的光源不符合标准了，可以通过调试窄波LED光源22进行补偿，令补偿后的混合光源的相对光谱功率分布重新符合CIE标准，卤钨灯21具有均匀的出射光线能量，提高标准光源箱对被测物品颜色测试的准确性。如图3、4、5所示，以卤钨灯21透过滤光器12射出的模拟D65光线作为主体辐照光线，可以具有较平缓的光谱功率分布曲线，并通过小功率的窄波LED光源22补偿卤钨灯21透过滤光器12存在的不足能量，窄波LED光源22的光照能量只在总辐照能量的20％以内，能模拟成高精度的CIE标准的D65，其光源的同色异谱指数可达0.10-0.18范围内的A级水平，其显色指数可超过97.5质量指标。以上实施方式，相比较于以其他光源单独作为辐照主体或者其他光源组合使用的方式，具有更好的模拟标准D照明体的效果，从而使颜色测试的数据更加准确；对色标准光源箱可以设置在测试空间的上方，如设置在测试房间的顶部，在房间中测试较大的物品；当测试房间或空间较大时，可同时采用多个对色标准光源箱整齐设置于上方进行测试。

作为一种改进的具体实施方式，标准光源2还包括UV紫外灯23，UV紫外灯23与卤钨灯21、窄波LED光源22一起工作时补偿紫外能量。如图3、4、5、6所示，卤钨灯21透过滤光器12后的光线其360--390nm近紫外光谱能量只能达到CIE标准D照明体规定的能量的20％左右，在标准光源2中配置365nm主波长的UV紫外灯23，调控UV紫外灯23能量，可以补充卤钨灯21光源的紫外能量，UV紫外灯23与卤钨灯21、窄波LED光源22同时开启工作时能够模拟更加标准的D照明体相对光谱功率分布曲线，使测试结果更加准确。

作为一种改进的具体实施方式，窄波LED光源22成组的设置，该组具有多个不同波长的窄波LED光源22，当调节多个不同波长的窄波LED光源22的亮度，补偿卤钨灯21透过滤光器12射出的光线。通过设置多个不同波长的窄波LED光源22，实现更灵活的调试光源，调试出的补偿光源更接近标准D照明体的光谱功率分布，提高测试准确性；实现灵活模拟不同标准D照明体，由一台仪器完成原来多台仪器的测试功能。

作为一种改进的具体实施方式，卤钨灯21和滤光器12为两组，设置在光源布置空间11对称的左右位置；窄波LED光源22为对应的两组，分别设置在滤光器12的外侧，UV紫外灯23为对应的两组，分别设置于滤光器12的前后侧。为进一步提高颜色测试的准确性，将卤钨灯21和窄波LED光源22设计成两组分设在左右两侧的位置，UV紫外灯23在前后侧的位置，光源从上方照下来之后，整个空间内的光线更加均匀，使空间内的被测物品整体光照均匀，颜色测试要测试被测物品上的多个点，其位置不同光照也会存在细微的差异，以上设置方式可以使测试结果更加准确；避免传统中间设置光源令光线中间强两边弱的缺陷，避免被测物品颜色数据中间与两边的较大误差。

作为一种改进的具体实施方式，成组设置的窄波LED光源22外部设置有漫散射匀光灯罩221。多个不同波长的窄波LED光源22的光线可以在漫散射匀光灯罩221之中充分混合成漫散射光线，射出灯罩之后可以更好的与卤钨灯21透过滤光器12漫散射处的光线混合进行补偿，发射出的光线均匀，提高整体的测试准确性。

作为一种改进的具体实施方式，箱本体1下部还设置有漫散射匀光玻璃板13，漫散射匀光玻璃板13从下方封闭光源布置空间11。整体标准光源2设置在漫散射匀光玻璃板13后面，光线透过漫散射匀光玻璃板13后可以更均匀的照向外部空间，进一步使光线均匀的投射在被测物品上，提高测试的准确性。

作为一种改进的具体实施方式，光源布置空间11的上部设置有镜面反射的反光板面14，标准光源2射出的光线由反光板面14反射。为使光源发射的能量能够充分的利用，设置反光板面14，部分光线被漫散射匀光玻璃板13反射之后到达反光板面14，反光板面14再反射光线，使光线能量能够充分的利用以及充分的与光源布置空间11内的其他光线混合，达到混光均匀的效果。

作为一种改进的具体实施方式，卤钨灯21为匀散射卤钨灯，卤钨灯21灯管表面具有喷砂层，卤钨灯21上方罩有一镜面反射铝板211，镜面反射铝板211罩住卤钨灯21的四周。钨丝具有一定的长度，其环绕成型的间距会有或多或少的差异，因此整根卤钨灯21不同长度位置上发出的光也会存在强弱差异；在灯管表面设置喷砂层之后，使灯管成为漫散射的玻璃结构，光线在卤钨灯21灯管中各个发光段产生反射，最后射出的光线均匀性更好。设置镜面反射铝板211使卤钨灯21中射出的光线在滤光器12上方的空间中充分反射混合，使辐照光线的能量更加均匀。

作为一种改进的具体实施方式，标准光源2还包括日落灯24、荧光灯25和白炽灯26；白炽灯26为两组，分别对称的设置在滤光器12的内侧；日落灯24为四组，每组滤光器12前后侧各对称的设置一组，日落灯24靠近光源布置空间11中部的一侧设置有半包围的日落灯罩241；荧光灯25为两组，对称的设置于滤光器12前后侧。本实用新型的标准光源箱通过布置其他标准光源，满足不同物品的测试需求。各光源均通过合理的对称布置，使标准光源箱下方有均匀的光照，提高测试的准确性。各光源根据性质的不同，采用不同的位置设置更加合理。其中为避免日落灯24靠近箱体中间位置的光照太强，设置了半包围的日落灯罩241，保证日落灯24的光照均匀。同时UV紫外灯26可以和其他光源配合使用，测试某些特殊颜色的物品。荧光灯25可以设置U30、TL84、CWF中的一种或多种来提高对色观察箱的测试范围，或者根据不同国家的测试需求来设置其他型号的荧光灯。

Claims (10)

1.一种对色标准光源箱，包括箱本体(1)，所述箱本体(1)下部设置有光源布置空间(11)，所述光源布置空间(11)内设置标准光源(2)，其特征在于：所述标准光源(2)包括卤钨灯(21)和窄波LED光源(22)，所述卤钨灯(21)的下部设置有滤光器(12)，所述卤钨灯(21)透过滤光器(12)射出光线与窄波LED光源(22)的光线混合，所述窄波LED光源(22)提供的光照能量占总辐照能量的20％以内。

2.根据权利要求1所述的一种对色标准光源箱，其特征在于：所述标准光源(2)还包括UV紫外灯(23)，所述UV紫外灯(23)与卤钨灯(21)、窄波LED光源(22)一起工作时补偿紫外能量。

3.根据权利要求2所述的一种对色标准光源箱，其特征在于：所述窄波LED光源(22)成组的设置，该组具有多个不同波长的窄波LED光源(22)，当调节多个不同波长的窄波LED光源(22)的亮度，补偿卤钨灯(21)透过滤光器(12)射出的光线。

4.根据权利要求3所述的一种对色标准光源箱，其特征在于：所述卤钨灯(21)和滤光器(12)为两组，设置在光源布置空间(11)对称的左右位置；所述窄波LED光源(22)为对应的两组，分别设置在滤光器(12)的外侧。

5.根据权利要求4所述的一种对色标准光源箱，其特征在于：所述UV紫外灯(23)为对应的两组，分别设置于滤光器(12)的前后侧。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种对色标准光源箱，其特征在于：成组设置的窄波LED光源(22)外部设置有漫散射匀光灯罩(221)。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种对色标准光源箱，其特征在于：所述箱本体(1)下部还设置有漫散射匀光玻璃板(13)，所述漫散射匀光玻璃板(13)从下方封闭光源布置空间(11)。

8.根据权利要求7所述的一种对色标准光源箱，其特征在于：所述光源布置空间(11)的上部设置有镜面反射的反光板面(14)，所述标准光源(2)射出的光线由反光板面(14)反射。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的一种对色标准光源箱，其特征在于：所述卤钨灯(21)为匀散射卤钨灯，卤钨灯(21)灯管表面具有喷砂层，卤钨灯(21)上方罩有一镜面反射铝板(211)，所述镜面反射铝板(211)罩住卤钨灯(21)的四周。

10.根据权利要求4或5所述的一种对色标准光源箱，其特征在于：所述标准光源(2)还包括日落灯(24)、荧光灯(25)和白炽灯(26)；所述白炽灯(26)为两组，分别对称的设置在滤光器(12)的内侧；所述日落灯(24)为四组，每组滤光器(12)前后侧各对称的设置一组，所述日落灯(24)靠近光源布置空间(11)中部的一侧设置有半包围的日落灯罩(241)；所述荧光灯(25)为两组，对称的设置于滤光器(12)前后侧。