一种光谱反馈调光比色灯箱的制作方法
【专利说明】一种光谱反馈调光比色灯箱 【技术领域】
[0001] 本发明涉及颜色检测领域，具体涉及一种光谱反馈调光比色灯箱。 【【背景技术】】
[0002] 在现代工业中，对同类产品颜色的一致性和准确性有着越来越高的要求。随着科 学技术的不断发展，对产品颜色的检验从最初依靠检验人员在普通光照下通过肉眼对被 测样品和标准比色卡进行比对，以判别被测样品与标准比色卡之间的颜色偏差，逐渐发展 到将被测样品和标准比色卡置于内置标准光源的颜色测定装置内进行检验。标准光源常 用于模拟各种环境光线下的人造光源，目前常用的有D65光源、D50光源、CWF光源、A光 源、TL84光源、F光源和UV光源等组合形成光源组，这些组合光源在一定程度上可以克服 或者辨别由于环境光源差异造成的被测样品与对比物体颜色差异的现象，即同色异谱现象 (metamerism)，让生产工厂或实验室非现场也能获得在与这些特定环境下的光源基本一致 的照明效果，颜色测定装置主要用于纺织、印刷和涂料工业中的颜色检验。
[0003][0004] 针对上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种可调光源发光光谱的光谱反馈调 光比色灯箱，具有调节结果可验证、精度高、适用范围广等特点。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种光谱反馈调光比色灯箱，其特征在于，包 括光谱测量装置、反馈调节装置和可调光源组，光谱测量装置测定可调光源组所发出光的 光谱信息，反馈调节装置根据光谱测量装置测得的光谱信息调节可调光源组的发光。
[0006] 本发明通过设置光谱测量装置，实时测量光源组所发出的光谱信息；根据光谱测 量装置测得的光谱信息，利用反馈调节装置、可调光源组与光谱测量装置形成的反馈控制 机制，实时调节光源组的发光，使得光源组所发出的光谱功率分布满足既定的预设要求，这 种可调光源发光光谱的光谱反馈调光比色灯箱可以实现很高的显色性指数，以及实现多种 不同光谱分布的光源照明，同时对光源组所发出的光谱完全可以测量确认，保证了调节的 可靠性，具有精度高，适用范围广等特点。
[0007] 本发明还可通过以下技术方案进一步限定和完善：
[0008] 作为一种技术方案，所述的反馈调节装置包括信号处理单元和光源控制单元，信 号处理单元和光源控制单元电连接；信号处理单元解析、处理经光谱测量装置测得的光源 光谱与目标光谱的差异，并将处理信号反馈至光源控制单元。可调光源组中的独立可调光 源可以被光源控制单元控制，控制动作可以是关闭、打开和发光强弱的调节，光源控制单元 可以控制所需的可调光源组中的某一个或者多个光源开启、关闭和光源发光强弱的调节；
[0009] 信号处理单元首先解析所述测得的光源光谱与目标光谱的差异，其中所述的目标 光源的光谱信息可预先存储在信号处理单元中，当信号处理单元接收到来自光谱测量单元 传输的实测光谱数据，即开始对两者进行解析和比对，并通过预设程序对所述差异进行调 控，随后将调控处理信号反馈至光源控制单元，光源控制单元再控制可调光源组中相应光 源的开启、关闭或发光强弱；两类单元配合以实施对实测光源光谱与目标光源光谱偏差的 调整，以匹配目标光谱。
[0010] 作为一种技术方案，所述的可调光源组包括一个以上独立可调光源，所述独立可 调光源发出发光强弱可调的特定光谱。上述可调光源组中的独立可调光源可以包括LED光 源、荧光灯、D65光源、D50光源、CWF光源、A光源、TL84光源、F光源和UV光源等在内的多 种光源，以满足目前国际国内的实际测量需求，提高比色的可靠性。需要指出的是，要求所 述的独立可调光源发光强弱可调，也即光谱功率分布随发光强弱变化而变化。本发明通过 灵活组合光源的类型及其发光强弱，可实现在标准照明条件或者特定观察环境下对样品进 行观测，满足不同的测试需求，可扩展性和普适性好。
[0011] 作为优选，所述的可调光源组的光谱完全覆盖整个可见光波段380nm-780nm，以模 拟一般观察环境。然而，某些被测样品在一定波长光源的照射下会发生某种特定的反应，如 染料中某些元素经UV光照射后发生变化，因而，针对不同的测试样品，所述可调光源组的 总光谱应覆盖的波段也会有所不同。
[0012] 作为一种技术方案，所述的光源控制单元包括多个独立的程控驱动单元，独立的 程控驱动单元独立控制可调光源的开启、关闭以及发光强弱的调节。光源控制单元可以控 制所需的可调光源组中的某一个或者多个可调光源开启、关闭和调节发光强弱。由于光源 在不同的发光强度下具有不同的光谱分布特性，因而改变发光强度即可实现对光谱分布的 调整，其中可通过以下几种优选方式实现对光源发光强弱的控制：以LED光源为例，调整 LED光源的电流或电压以改变LED光源的发光强度；或者通过LED光源的脉冲调制（PWM Pulse with modulation)实现LED光源强度的改变；。当然，所用光源不同时，控制光源光 谱功率分布的方法也随之变化，本发明仅参照发光二极管的调节方式来叙述。此外，在程控 驱动单元的控制下，可调光源组根据反馈的处理信号依次调节各个独立可调光源的发光强 度。
[0013] 上述技术方案可以通过以下光谱反馈调光比色灯箱光源光谱调节的方法获得与 目标光谱相近或者相一致的光谱源，其特征在于，包括以下优化算法：
[0014] a、给可调光源组中每个独立可调光源设置一个调节系数Ci(L)，设置初始值 Ci (V。)，一般设为 1 ;
[0015] b、根据光谱测量装置测得的可调光源组的光谱，反馈调节装置中的信号处理单元 根据下式计算下一个Ci (Vj):
[0016]
【主权项】
1. 一种光谱反馈调光比色灯箱，其特征在于，包括光谱测量装置（I)、反馈调节装置 (2)和可调光源组（3)，光谱测量装置（1)测定可调光源组（3)所发出光的光谱信息，反馈 调节装置（2)根据光谱测量装置（1)测得的光谱信息调节可调光源组（3)的发光。
2. 如权利要求1所述的光谱反馈调光比色灯箱，其特征在于，所述的反馈调节装置（2) 包括信号处理单元（21)和光源控制单元（22)，信号处理单元（21)和光源控制单元（22)相 连接；信号处理单元（21)解析、处理经光谱测量装置（1)测定的光源光谱与目标光谱的差 异，并将处理信号反馈至光源控制单元（22)。
3. 如权利要求1所述的光谱反馈调光比色灯箱，其特征在于，所述的可调光源组（3)包 括一个以上独立可调光源，所述独立可调光源发出发光强弱可调的特定光谱。
4. 如权利要求2和3所述的光谱反馈调光比色灯箱，其特征在于，所述的光源控制单 元（22)包括多个独立的程控驱动单元，独立的程控驱动单元独立控制可调光源的开启、关 闭以及发光强弱的调节。
5. 如权利要求1所述的光谱反馈调光比色灯箱，其特征在于，所述的光谱测量装置（1) 为光谱辐射计。
6. 如权利要求1所述的光谱反馈调光比色灯箱，其特征在于，包括箱体（4)，所述的光 谱测量装置（1)、反馈调节装置（2)和可调光源组（3)均设置在箱体（4)内。
7. 如权利要求1所述的光谱反馈调光比色灯箱，其特征在于，所述的光谱测量装置（1) 设置在可调光源组（3)的下方且可以移动，光谱测量装置（1)在箱体（4)内测量任意可以 移达位置处的光谱分布。
8. 如权利要求7所述的光谱反馈调光比色灯箱，其特征在于，所述的箱体（4)内的壁板 上设有开槽，光谱测量装置（1)沿壁板上的开槽滑动。
9. 如权利要求1所述的光谱反馈调光比色灯箱，其特征在于，设置显示屏（5)，显示屏 (5)上显示的调节结果包括显色指数、色温和光谱功率分布数据与曲线等。
10. -种光谱反馈调光比色灯箱的光源光谱调节方法，其特征在于，包括以下步骤： a. 给可调光源组（3)中每个独立可调光源设置一个调节系数Ci (')，设置初始值 Ci(V0)； b. 根据光谱测量装置⑴测得的可调光源组（3)的光谱，反馈调节装置⑵中的信号 处理单元（21)根据预设调节公式计算下一ACi(Vj): c. 光源控制单元（22)根据信号处理单元（21)的反馈信号控制可调光源组（3)中相应 光源的开启、关闭及强弱调节； d. 重复测量可调光源组（3)的光谱并进行迭代运算，直至满足预设条件，停止迭代运 算，完成调节。
【专利摘要】本发明公开了一种光谱反馈调光比色灯箱，通过设置光谱测量装置，利用反馈调节装置的实时反馈调节机制，实现对发光光源光谱的调节，使得光源所发出的光谱功率分布满足既定的预设要求，实现较高的显色性指数，可准确模拟产生多种类型和场合的光源；在整个过程中，光源的发光光谱是实测的，保证了调节结果的可靠性；无需预先存储大量光源数据，即可准确实现对光源发光光谱的调节；此外通过灵活设置光谱测量装置，实现多样化的测量功能，具有调控速度快、准确度高、适用范围广、功能强大等特点，可广泛应用于颜色评定等需多种光源光谱照明条件的场合。
【IPC分类】G01N21-25
【公开号】CN104777106
【申请号】CN201510182570
【发明人】潘建根
【申请人】杭州远方光电信息股份有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月17日