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色差儀的光譜能量與CIE分析

時(shí)間:2017-04-22 點(diǎn)擊:822次

色差儀的使用很多時(shí)候?qū)嶋H到光譜知識(shí),之前在《與色差儀原理相關(guān)的光譜知識(shí)》中也簡單的介紹了相關(guān)知識(shí)內(nèi)容,這里我們一起在學(xué)習(xí)一下光譜的相對能量與CIE的關(guān)系。在實(shí)際應(yīng)用中大多數(shù)時(shí)候都是以光譜密度的相對值與波長之間的函數(shù)關(guān)系來描述光譜分布的,成為相對光譜能量(功率)分布,記做S(λ)。其實(shí)相對光譜能量是可以使用任意值來表示,但是一般在光學(xué)行業(yè)中為了統(tǒng)一數(shù)值,都是采用光譜波長λ=555nm處的輻射能量為100,作為參考點(diǎn),與之進(jìn)行比較而得出的。若以光譜波長λ為橫坐標(biāo),相對光譜能量分布S(λ)為縱?坐標(biāo),就可以繪制出光源相對光譜能量分布曲線。?
在色差儀研發(fā)過程中知道了光譜能量的分布,就知道了光源的顏色特征,也就是確定儀器內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)光源可以測量的光譜范圍,這個(gè)范圍也直接影響測量色彩的結(jié)果。反過來說,光源的顏色特征取決于在發(fā)出的光線中,不同波長上的相對能量比例,而與光譜密度的絕對值無關(guān)。絕對值的大小只反映光的強(qiáng)弱,不會(huì)引起光源顏色的變化。
從下圖我們可以看出,不同時(shí)間光譜能量輻射是完全不同這在之前的文章中也說明過,正午的日光有較高的輻射能,它除在藍(lán)紫色波段能量較低外,在?其余波段能量分布均較均勻,基本上是無色或白色的。熒光燈光源在405nm、430nm、540nm和580nm出現(xiàn)四個(gè)線狀帶譜,峰值在615nm,而?后在長波段(深紅)處能量下降,這表明熒光光源在綠色波段(550nm~560nm)有較高的輻射能,而在紅色波段(650nm~700nm)輻射能減?弱。對比之下,白熾燈光源,它在短波藍(lán)色波段,輻射能比熒光光源低,而在長波紅色區(qū)間,有相對高的能量。因此,白熾燈光源,總帶有黃紅色。紅寶石激光器發(fā)?出的光,其能量完全集中在一個(gè)很窄的波段內(nèi),大約為694nm,看起來是典型的深紅色。在顏色測量計(jì)算中,為了使其測量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化,就要采用CIE標(biāo)準(zhǔn)光?源(如A、B、C、D65等)。

CIE是國際照明組織委員會(huì)的英文縮寫,其實(shí)也是標(biāo)準(zhǔn)光源的定義要求組織。根據(jù)上圖曲線的分析表明,現(xiàn)實(shí)生活中沒有一種光源的能量分布是完全均勻一致的,也沒有一種是完全的白光。其實(shí)我們平時(shí)所說的白光是指人們適應(yīng)了這些光源在光譜分布上的不同和在視覺上的差別而習(xí)慣上稱之為白光。但是在色彩的定量研究中,1931年國際照明委員會(huì)(縮寫CIE)建議,以等?能量光譜作為白光的定義,等能白光的意義是:以輻射能作縱坐標(biāo),光譜波長為橫坐標(biāo),則它的光譜能量分布曲線是一條平行橫軸的直線。即:S(λ)=C(常?數(shù))。等能白光分解后得到的光譜稱為等能光譜,每一波長為λ的等能光譜色色光的能量均相等。
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