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1、反射器光色测量系统的建立1： 前言中国照明网技术论文电光源 反射器光色测量是国际照明委员会交通信号及道路照明分部的一个重要研究方向。安装在机动车和自行车的反射器能反射外来的光照，使道路上的车辆和行人能有效地识别车辆的位置，保证行车安全。高质量的反射器对提高安全性，减少交通事故能起到重要的作用。测量反射器的光色参数是提高反射器质量的必要前提条件，测量光强系数和色度特性是光、色参数必不可少的两个方面。该项目工作将为此提供重要的实验基础和重要的技术参数。通过对反射器色度特性的质量监督检测为提高其技术水平做出贡献。中国照明网技术论文电光源 中国照明网技术论文电光源 2： 反射器光色测量中应注意的关键中
2、国照明网技术论文电光源 中国照明网技术论文电光源 2.1：目前国际上都在致力于逆反射材料测量方法和测量设备的研究中国照明网技术论文电光源 国际标准ISO6742/2自行车照明和反射装置光学和物理要求中国照明网技术论文电光源 国家标准GB191512003机动车用三角警告牌中国照明网技术论文电光源 国家标准GB11564机动车回反射器中国照明网技术论文电光源 行业标准QB219195自行车反射器中国照明网技术论文电光源 行业标准JT/T388-1999轮廓标技术条件中国照明网技术论文电光源 均明确规定应开展测量反射器色度坐标的工作，它是建立在国际照明委员会CIE所规定的标准色度系统的基础上。中国
3、照明网技术论文电光源 2.2：反射器光色测量的特点中国照明网技术论文电光源 逆反射就是与入射光方向相反（或接近相反）的反射具有这种反射性能的材料称为逆反射材料由于材料的组成和构造不同，通常入射于逆反射材料上的光，除了发生逆反射以外，还有漫反射、镜面反射等。因此，一般逆反射材料的反射光只是一种以逆反射光为主的混合反射光逆反射材料有很广泛的用途目前主要在公路交通上用作交通信号标志和道路诱导标志，用来指示道路的状况在国外，逆反射材料用在公路交通上已极为普遍近年来，在国内也开始有应用此外，逆反射材料还可在铁路和航空上用作信号标志由于这种材料醒目,易引起注意 ,因比,也可用来做招牌、商标等的材料。中国照
4、明网技术论文电光源 中国照明网技术论文电光源 逆反射材料从结构上可分为两类，即所谓棱镜反射式和封闭透镜式两种前者是采用玻璃或塑料等压制成连续的四面体棱镜，射在其上的光线经棱镜多次反射后又被反射回去把这种材料装在车辆的尾部，当被后面跟着的汽车前灯照射时，后面的汽车就能清楚地看到前面的汽车行踪，以保证行车安全；后者是将具有特定折射率的玻璃小球，连续地排列在镀有高反射率金属膜的基片上，用粘合剂粘成片当光射在其上面时，由于玻璃球的折射和金属膜的反射，使出射光又从入射方向反射回来，形成逆反射。这种材料的应用较为广泛。最主要是用在公路交通上。中国照明网技术论文电光源 为了测量反射器在逆反射方向的色度特性，
5、入射光线与测量仪器之间的观察角及入射光线与被测式样的轴线入射角均应尽量小。中国照明网技术论文电光源 CIE（TC-16）第2.2号出版物“灯光信号的颜色”明确指出海、陆、空交通运输是国际性的，因此，指导和控制交通运输所使用的灯光信号的颜色是一个有国际意义的问题。为了保证颜色灯光信号的可靠辨认而提供一个颜色系统，在此基础上统一实践工作。中国照明网技术论文电光源 有关自行车反射器的标准均注意到与CIE出版物的一致性。反射器边界线交点的x、y坐标均采用“灯光信号的颜色”表中的技术指标，测得反射光的颜色应在表中规定的色度坐标范围之内。中国照明网技术论文电光源 2.3：测量系统中国照明网技术论文电光源
6、2.3.1为了测量反射器在逆反射方向的色度特性，不能采取通常的045、450和 0d、d 0的 测量方式，设备的总体布局如图所示。带有成像系统的色彩辉度计应位于光源的正上方，此外，为了使观察角及入中国照明网技术论文电光源 射角尽量小，实现合理的技术要求，还应使被测试样反射器与测量系统之间要有一定的距离。因此色彩辉度计必须具有视场立体角可换的功能，并含有小视场角，以保证其测试面积小于样品面积。中国照明网技术论文电光源 2.3.2色彩辉度计要有长尺寸的物镜，便于使光源固定在下方，形成一个完整的测量系统。中国照明网技术论文电光源 2.3.3色彩辉度计的滤光片与光电倍增管匹配适当应有适宜的色修正系数。
7、中国照明网技术论文电光源 根据中国计量科学研究院光学处殷玉喆、马煜、周庆国、桂康年和北京理工大学光电工程系郑阳、侯素芳、芦汉生等人撰写的“光源色度国家基标准装置体系的建设”一文中证实：“平板显示光源的光谱分布都属于谱线型的，各个谱线之间的强度差别往往达到三个数量级以上，常用的CCD光谱型测光测色仪器，例如Photo Research的PR650/705等，不能提供足够的动态范围来满足色度测量的定标需要。因此，必须要用高动态范围的测色仪器，至少要采用光电二极管阵列（PDA），甚至是光电倍增管（PMT）作探测器的测光测色仪器才能满足需求。”科学实践已证明BM-2色彩辉度计完全满足上述各项技术要求。
8、中国照明网技术论文电光源 2.3.4适宜测量回复反射器光、色特性的BM-2色彩辉度计中国照明网技术论文电光源 2.3.4.1 BM-2色彩辉度计有较长尺寸的物镜，便于与照明A光源组成固定的测量系统，可按标准规定的几何条件测出反射器的光、色特性。中国照明网技术论文电光源 BM-2色彩辉度计有五个可调视场角,有0.10、0.20小视场角，符合国际标准ISO67422自行车照明和反射装置光学和物理要求、国家标准GB191512003机动车用三角警告牌、国家标准GB11564机动车回复反射器、行业标准QB219195自行车反射器对反射器测量条件的技术要求。中国照明网技术论文电光源 2.3.4.2 BM
9、-2色彩辉度计滤光片与光电倍增管匹配适当，因此可用一组色修正系数正确测量计算出（1）红色反射器（2）黄色反射器（3）白色反射器（4）荧光材料（5）三角警告牌的色度坐标。也可测量荧光材料的亮度系数。中国照明网技术论文电光源 2.3.4.3 BM-2色彩辉度计采用质量优秀的光电倍增管及元器件，实践证明其经久耐用、测量数据有高可靠性及重复性。价格可以比BM-5A、PR-705低。中国照明网技术论文电光源 2.3.4.4 BM-2色彩辉度计可外接数字电压表，可按需要获得结果的有效位数。其测量结果表示方法符合国际标准、国家标准、行业标准的规范，也与色品图表示方法相一致。中国照明网技术论文电光源 中国照明
10、网技术论文电光源 3：提高彩色亮度计彩色准确度，推算彩色亮度计适宜色修正系数。中国照明网技术论文电光源 彩色亮度计(或称色彩辉度计)是一种测量自发光体及物体色亮度、色度的测光、测色仪器。由于这种类型仪器装有成像系统，因此既适用于测量光源色(如彩色电视接收机与显示器的白场、色场及光源等自发光体)也适用于测量光源照射下物体的反射色(如摄像机前被摄物体色),同时也适用于测量逆反材料(如反射器)的光度和色度。滤色系统与光电倍增管是决定彩色亮度计测色准确度的两个重要组成部分，色转换常数(或称色修正系数)是消除滤色系统与光电倍增管匹配误差,决定测色准确度最关键的因素。 色彩辉度计及彩色亮度计组合后的滤色系
11、统与光电倍增管的输出值应分别模拟CIE光谱三刺激值X ()、 Y()、 Z(),这种模拟不可能不存在着误差,需要用色转换常数(或称为色修正系数) 来减少色误差。 色修正系数一般是由国外制造厂商或计量部门给出，但同时又指出：在测量不同色源时，还要用与待测色相类似的已知标准色源来校准色度计。 由于每台仪器的滤色系统与光电倍增管之间存在不可避免的个体差异，因此需要用不同的色修正系数对每台彩色亮度计一一修正； 用一组公共的修正系数则避不可免出现色误差。再者，有的厂商提供的色修正系数不一定适用于实际被测色,在首届电视学术会议上,我们曾分析了各种色度计的色度误差和带来的影响,为了提高色度计的准确度,本文提
12、出解决的办法,即需要我们用更加适宜的色修正系数来取代, 以使色度测量误差减少到最低的程度。 因此，如何求出适用于该台仪器现阶段的修正系数，便成为测色工作核心的核心，也是彩色亮度计测量工作中技术含量最高的部分。中国照明网技术论文电光源 中国照明网技术论文电光源 中国照明网技术论文电光源 该项工作需要我们逐步积累和掌握一批已知色源，用这些色源对彩色亮度计的测色结果进行比对，进而细致地求出最适宜的色修正系数。这样才可以把色度计光谱灵敏度与CIE光谱三刺激值的不一致所带来的误差减到最小限度,这是符合GB7922-87的规定,也符合彩色亮度计的检定规程。3.1、BM-色彩辉度计测色数据及分析 BM-是日
13、本东京光学机械株氏会社早期研制的色彩辉度计，日本东光分别给出各台色彩辉度计的三刺激值补正系数(即色修正系数)，并公布了其测色误差为x、y在0.01-0.03之间。 表一列出了在使用日本东京光学机械株氏会社提供的色修正系数后仍然存在的测色误差。 为了进行精细、准确的色度测量，必须要解决获取最适宜的色修正系数的办法与途径,均需要自己去细致进行这项工作,并且要侧重于分析经常需要测试的样品的色差,想办法将色误差减小到最低限度。才能最终达到测色工作的量值统一。测 试 结 果 使用东京光学机械株氏会社提供的三刺激值补正系数Kx0.771，Kb0.067，KB0.441，色度误差数据如下:中国照明网技术论文
14、电光源 中国照明网技术论文电光源 3.2色转换常数(色修正系数)的获得 3.2.1标准色源 为了进行精确的色度测量，为了解决不同色度计测量结果之间的量值统一，均需要用标准光源和标准色源对色度计进行标定，并求出其转换常数。 标准光源应该是稳定的，它可由白炽灯或卤钨灯所组成，并在此基础上加滤光片模拟未知光源类似的光谱分布。如果被测光源是连续的宽频带辐射光源，色转换常数将可能用于较为宽广的色域。如果被测光源是非连续的窄带光谱(如汞、钠灯和彩色电视红场等) 则要用与待测光源更加一样的标准光源标定,因此用于标定色度计和验证色转换常数的已知源应由多种光源和色源所组成。在1980A说明书中提出标准光源可由老
15、格林威治、康涅狄格、霍夫曼等色度实验室提供。如无法获得多种昂贵价格的标准光源与色源，仍难以实现对色度计精确的校正。我们可以产生这样一种联想和闪光点:创造并提出研制多种有代表性的光源和色源,用1980B光谱光度计测量光谱分布并计算出色度值；进而用标准光源和色源校准彩色亮度计。这些工作将给色度测量的标准传递创造一条现实可行的途径。具有代表性的两组光源是：3.2.1.1八色品光源：适用于相应的色度标准传递。八色品光源包括、卤钨灯，可调出接近A光源的色品,是色度值相当稳定的光源，是色度标准传递最重要的基础。 、四种光源。是在卤钨灯的照射光路上，分别加入不同的色温滤光片，分别模拟出不同色度值的白光源。 、是在卤钨灯的照射光路上，分别加入红、绿
