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1、(10)申请公布号 CN 103076093 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103076093 A *CN103076093A* (21)申请号 201210587699.7 (22)申请日 2012.12.31 G01J 3/50(2006.01) G06F 17/50(2006.01) (71)申请人 上海汉谱光电科技有限公司 地址 201701 上海市青浦区外青松公路 7548 弄 588 号 10 幢 1 层 C 区 179 室 (72)发明人 袁琨 陈刚 李娜娜 (74)专利代理机构 深圳市君胜知识产权代理事 务所 44268 代理人 王永文 杨宏 (54) 发。
2、明名称 一种色温照度计的有色玻璃匹配方法和系统 (57) 摘要 本发明公开了一种色温照度计的有色玻璃匹 配方法和系统， 其中， 所述匹配方法充分考虑了由 于光线非垂直入射的情况， 对有色玻璃设计的匹 配模型进行了相关优化 ： 对已有的有色玻璃在垂 直入射条件下测得的光谱透过率曲线需要按照上 式进行修正， 得到该有色玻璃在漫入射情况下的 光谱透过率曲线。再以此为基础进行有色玻璃的 匹配。 得到的匹配结果， 在实际测试时测试结果和 实际结果的匹配精度更高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 15 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要。
3、求书3页 说明书15页 附图6页 (10)申请公布号 CN 103076093 A CN 103076093 A *CN103076093A* 1/3 页 2 1. 一种色温照度计的有色玻璃匹配方法， 其特征在于， 所述方法包括以下步骤 ： S1、 建立有色玻璃的数据库， 所述数据库内包括 ： 每一有色玻璃的光谱透过率 T0 ， 及所述有色玻璃的厚度 d0； S2、 计算出每种有色玻璃在不同厚度情况下的垂直光谱透过率 Td； S3、 设定有色玻璃的数据库中有 n 种材料的有色玻璃， 取每种有色玻璃最小厚度 0.2mm， 每种有色玻璃最大的厚度为 4mm， 计算其厚度每增加 0.1mm 后该种有。
4、色玻璃的光谱 透过率， 得到一矩阵， 且 ； 其中，为序号为n的有色玻璃厚度为d mm时在垂直入射测量条件下的光谱透过 率曲线， n 为该有色玻璃在有色玻璃的数据库中的编号， 为该有色玻璃的厚度 ； S4、 用 matlab 软件计算出 n 种有色玻璃形状圆形的情况下， 光线漫入射时， 在 39 种不 同厚度情况下的光谱透过率 ; 即一矩阵； 其中 ： 为序号为 n 的有色玻璃厚度为 d mm 时在垂直入射测量条件下的光谱透过率曲 线 ； n 为该有色玻璃在有色玻璃库中的编号， 为该有色玻璃的厚度 ； S5、 对不同种类、 不同厚度的有色玻璃， 以穷举法进行组合计算其归一化后的光谱透过 率， 。
5、并计算其与目标光谱透过率之间的 f1 匹配误差 ； S6、 所有组合按照 f1 匹配误差由小到大的顺序进行排序， 对其进行筛选 ； 筛选的标准包括 ： 光谱透过率的峰值大于 30% 即可。 2. 根据权利要求 1 所述的色温照度计的有色玻璃匹配方法， 其特征在于， 所述步骤 S2 权 利 要 求 书 CN 103076093 A 2 2/3 页 3 中计算垂直光谱透过率 Td是按照下式进行计算的 ： 。 3. 根据权利要求 1 所述的色温照度计的有色玻璃匹配方法， 其特征在于， 所述步骤 S4 中， 有色玻璃在漫入射情况下的光谱透过率可以用下式表示 ; 其中， ，； 其中， R 为有色玻璃的半。
6、径 ； d 为有色玻璃的厚度。 4. 根据权利要求 1 所述的色温照度计的有色玻璃匹配方法， 其特征在于， 所述步骤 S5 具体包括 ： S51、 计算两种不同有色玻璃组合的匹配方案 ； 计算出矩阵中 所有 2 个不同材 料有色玻璃片组成的组合滤色片的光谱透过率曲线、 归一化后的光谱透过率曲线、 并计算 每个组合的 f1 匹配误差 ； S52、 计算三种不同有色玻璃组合的匹配方案 ； 计算出矩阵中 所有 3 个不同材 料有色玻璃片组成的组合滤色片的光谱透过率曲线、 归一化后的光谱透过率曲线、 并计算 每个组合的 f1 匹配误差 ； S53、 计算四种不同有色玻璃组合的匹配方案 ； 计算出矩阵中。
7、 所有 4 个不同材 料有色玻璃片组成的组合的光谱透过率曲线、 归一化后的光谱透过率曲线、 并计算每个组 合的 f1 匹配误差。 5. 一种色温照度计的有色玻璃匹配系统， 其特征在于， 所述系统包括 ： 数据库模块， 用于建立有色玻璃的数据库， 所述数据库内包括 ： 每一有色玻璃的光谱透 过率 T0， 及所述有色玻璃的厚度 d0； 垂直透过率计算模块， 用于计算出每种有色玻璃在不同厚度情况下的垂直光谱透过率 Td； 垂直光谱透过率曲线模块， 用于设定有色玻璃的数据库中有 n 种材料的有色玻璃， 取 权 利 要 求 书 CN 103076093 A 3 3/3 页 4 每种有色玻璃最小厚度 0.。
8、2mm， 每种有色玻璃最大的厚度为 4mm， 计算其厚度每增加 0.1mm 后该种有色玻璃的光谱透过率， 得到一矩阵， 且 ； 其中，为序号为n的有色玻璃厚度为d mm时在垂直入射测量条件下的光谱透过 率曲线， n 为该有色玻璃在有色玻璃的数据库中的编号， 为该有色玻璃的厚度 ； 修正模块， 用于用matlab软件计算出n种有色玻璃形状圆形的情况下， 光线漫入射时， 在 39 种不同厚度情况下的光谱透过率 ; 即一矩阵； 其中 ： 为序号为 n 的有色玻璃厚度为 d mm 时在垂直入射测量条件下的光谱透过率曲 线， n 为该有色玻璃在有色玻璃库中的编号， 为该有色玻璃的厚度 ； 匹配模块， 用。
9、于对不同种类、 不同厚度的有色玻璃， 以穷举法进行组合计算其归一化后 的光谱透过率， 并计算其与目标光谱透过率之间的 f1 匹配误差 ； 筛选模块， 用于所有组合按照 f1 匹配误差由小到大的顺序进行排序， 对其进行筛选 ； 筛选的标准包括 ： 光谱透过率的峰值大于 30% 即可。 权 利 要 求 书 CN 103076093 A 4 1/15 页 5 一种色温照度计的有色玻璃匹配方法和系统 技术领域 0001 本发明涉及色温照度计制造技术领域， 尤其涉及一种色温照度计的有色玻璃匹配 方法和系统。 背景技术 0002 色彩照度计是一款应用于照明光源测试的仪器， 主要用于测量光源的三刺激值、 照。
10、度、 色差、 相关色温及色度。现存的色彩照度计主要是采用光电积分原理设计。在光电积 分式色彩照度计中， 测试仪器光电探测器的响应应该复合 CIE1931 规定的卢瑟条件， 并由 此来获得颜色的三刺激值、 色坐标等参数。 目前多采用的是光学有色玻璃法， 通过多片有色 玻璃的组合来校正入射到光电探测器上的光谱， 使光电探测器响应的相对光谱分布与卢瑟 条件曲线相匹配。 0003 匹配校正滤光片使其完全符合卢瑟条件在实际的应用中是难以实现的， 只是符合 的程度越高， 仪器的测试精度就越高。 国家计量检定规程中规定了 匹配误差的评价方法 总误差面积比例最小法， 即实际光谱透射比的归一化函数与理想透射比曲。
11、线不匹配的面积 总和比例最小， 匹配误差 计算方法可用下式表示 ： ； 式中 ： 为标准 （归一） 化了的相对光谱灵敏度。 0004 ； 式中 ：为标准 A 光源的相对光谱功率分布 ；是光敏元件的光谱响应 函数 ；是人眼的光谱光视函数曲线。 0005 综上所述， 在色温照度计的设计中， 需要对滤色片进行匹配， 搭配出相对光谱透过 率尽量与目标曲线相近的滤色片， 才能保证测量的准确性。 0006 目前， 传统的色彩照度测量仪器在进行有色玻璃匹配时， 首先要测出每种有色玻 璃的光谱透过率， 然后根据光谱透过率对多种有色玻璃进行匹配。假定用 N 种有色玻璃组 说 明 书 CN 103076093 A。
12、 5 2/15 页 6 合成需要的滤色片 ； 如果用表示光传感器的光谱响应函数 ；是 CIE1931 规定的 光源色三刺激值中 Y 光谱响应曲线 ；、分别表示每种有色玻璃 1mm厚度的光谱透射率 ；、分别表示每种有色玻璃的厚度， (单位为mm),那么 当光线垂直入射时， 多种有色玻璃组合成的滤色片与光传感器组合在一起后的光谱灵敏度 函数可以用下式来表示 ： ； 式中， 0.92 是考虑到入射光在滤光片上的反射后所加的比例因子。 0007 例如， 要得到相对光谱透过率对应下图中所示的 的滤色片 , 一种方案是用 LB6、 LB16、 BG39、 JB450 滤光片进行匹配， 对应厚度为 1mm、。
13、 2.4mm、 0.3mm 和 1mm。LB6、 LB16、 BG39、 JB450 的光谱透过率分别如图 1 所示。 0008 然而， 上述方法存在一定缺陷 ： 图 1 所示的每个滤光片的光谱透过率的测量条件 是光线垂直入射滤光片后测量其出射光的光谱。 这种测试条件和色温照度计的实际使用条 件是有很大区别的。在对环境光的测量过程中， 进入测量光路的光线是各个方向光线都存 在的漫射光线。而且， 在色温照度计和照度计的设计中， 为了改善仪器的余弦响应特性， 需 要在测试探头上覆盖余弦矫正器。光线通过余弦矫正器后为方向不固定的漫射光线。当入 射光线成一定角度入射有色玻璃的情况下， 该光线在有色玻璃。
14、中的光程相对有色玻璃厚度 变长。 0009 以图 2 为例， 标号为 LB16 的有色玻璃厚度为 2.4mm 和 1.2mm 的不同情况下， 其相 对光谱分布会导致显著的不同。对于厚度为 d mm 时， 特定波长光谱透过率为的有色玻璃 对于 A 光线其透过率为， 而 B 光线的光谱透过率为。如果在进行色温照度计的滤 光片匹配计算时， 用垂直入射测得的滤色片透射率作为计算依据， 在实际测量环境光时会 产生很大误差。 0010 有鉴于此， 如何将垂直入射测量条件下得到的滤色片光谱透过曲线按照颜色照度 计的实际使用情况进行修正以得到更准确的匹配结果成为目前的研究方向之一。 发明内容 0011 鉴于现。
15、有技术的不足， 本发明目的在于提供一种色温照度计的有色玻璃匹配方法 和系统。旨在解决现有技术中的问题。 0012 本发明的技术方案如下 ： 一种色温照度计的有色玻璃匹配方法， 其中， 所述方法包括以下步骤 ： 说 明 书 CN 103076093 A 6 3/15 页 7 S1、 建立有色玻璃的数据库， 所述数据库内包括 ： 每一种材料有色玻璃的光谱透过率 T0， 及所述有色玻璃的厚度 d0； S2、 计算出每种有色玻璃在不同厚度情况下的垂直光谱透过率 Td； S3、 设定有色玻璃的数据库中有 n 种材料的有色玻璃， 取每种有色玻璃最小厚度 0.2mm， 每种有色玻璃最大的厚度为 4mm， 计。
16、算其厚度每增加 0.1mm 后该种有色玻璃的光谱 透过率， 得到一个矩阵， 且 ； 其中，为序号为n的有色玻璃厚度为d mm时在垂直入射测量条件下的光谱透过 率曲线， n 为该有色玻璃在有色玻璃的数据库中的编号， 为该有色玻璃的厚度 ； S4、 用 matlab 软件计算出 n 种有色玻璃形状圆形的情况下， 光线漫入射时， 在 39 种不 同厚度情况下的光谱透过率 ; 即一矩阵。 0013 其中 ： 为序号为 n 的有色玻璃厚度为 d mm 时在垂直入射测量条件下的光谱透过率曲 线。 n 为该有色玻璃在有色玻璃库中的编号， 为该有色玻璃的厚度 ； S5、 对不同种类、 不同厚度的有色玻璃， 以。
17、穷举法进行组合计算其归一化后的光谱透过 率， 并计算其与目标光谱透过率之间的 f1 匹配误差 ； S6、 所有组合按照 f1 匹配误差由小到大的顺序进行排序， 对其进行筛选。筛选的标准 包括 ： 光谱透过率的峰值大于 30% 即可。 0014 所述的色温照度计的有色玻璃匹配方法， 其中， 所述步骤 S2 中计算垂直光谱透过 率 Td是按照下式进行计算的 ： 说 明 书 CN 103076093 A 7 4/15 页 8 。 0015 所述的色温照度计的有色玻璃匹配方法， 其中， 所述步骤 S5 具体包括 ： S51、 计算两种不同有色玻璃组合的匹配方案 ； 计算出矩阵 所有2个不同材料 有色玻。
18、璃片组成的组合滤色片的光谱透过率曲线、 归一化后的光谱透过率曲线、 并计算每 个组合的 f1 匹配误差 ； S52、 计算三种不同有色玻璃组合的匹配方案 ； 计算出矩阵 所有3个不同材料 有色玻璃片组成的组合滤色片的光谱透过率曲线、 归一化后的光谱透过率曲线、 并计算每 个组合的 f1 匹配误差 ； S53、 计算四种不同有色玻璃组合的匹配方案 ； 计算出矩阵 所有4个不同材料 有色玻璃片组成的组合的光谱透过率曲线、 归一化后的光谱透过率曲线、 并计算每个组合 的 f1 匹配误差。 0016 所述的色温照度计的有色玻璃匹配方法， 其中， 所述步骤 S4 中， 有色玻璃在漫入 射情况下的光谱透过。
19、率可以用下式表示 ; 其中， ，。 0017 其中， K 为常数项， 其具体数值不会影响滤色片的相对光谱透过率 ； R 为有色玻璃的半径 ； d 为有色玻璃的厚度。 0018 一种色温照度计的有色玻璃匹配系统， 其中， 所述系统包括 ： 数据库模块， 用于建立有色玻璃的数据库， 所述数据库内包括 ： 每一有色玻璃的光谱透 过率 T0， 及所述有色玻璃的厚度 d0； 垂直透过率计算模块， 用于计算出每种有色玻璃在不同厚度情况下的垂直光谱透过率 Td； 垂直光谱透过率曲线模块， 用于设定有色玻璃的数据库中有 n 种材料的有色玻璃， 取 每种有色玻璃最小厚度 0.2mm， 每种有色玻璃最大的厚度为 。
20、4mm， 计算其厚度每增加 0.1mm 说 明 书 CN 103076093 A 8 5/15 页 9 后该种有色玻璃的光谱透过率， 得到一矩阵， 且 ； 其中，为序号为n的有色玻璃厚度为d mm时在垂直入射测量条件下的光谱透过 率曲线， n 为该有色玻璃在有色玻璃的数据库中的编号， 为该有色玻璃的厚度 ； 修正模块， 用于用matlab软件计算出n种有色玻璃形状圆形的情况下， 光线漫入射时， 在 39 种不同厚度情况下的光谱透过率 ; 即一矩阵。 0019 其中 ： 为序号为 n 的有色玻璃厚度为 d mm 时在垂直入射测量条件下的光谱透过率曲 线， n 为该有色玻璃在有色玻璃库中的编号， 。
21、为该有色玻璃的厚度 ； 匹配模块， 用于对不同种类、 不同厚度的有色玻璃， 以穷举法进行组合计算其归一化后 的光谱透过率， 并计算其与目标光谱透过率之间的 f1 匹配误差 ； 筛选模块， 用于所有组合按照 f1 匹配误差由小到大的顺序进行排序， 对其进行筛选。 筛选的标准为 ： f1 匹配误差尽量小， 并且整体光谱透过率尽量大。在色温照度计的设计中， 光谱透过率的峰值大于 30% 即可。 0020 有益效果 ： 本申请的色温照度计的有色玻璃匹配方法和系统， 充分考虑了由于光线非垂直入射的 情况， 对有色玻璃设计的匹配模型进行了相关优化 ： 对已有的有色玻璃在垂直入射条件下 测得的光谱透过率曲线。
22、需要按照上式进行修正， 得到该有色玻璃在漫入射情况下的光谱透 过率曲线。再以此为基础进行有色玻璃的匹配。得到的匹配结果， 在实际测试时测试结果 和实际结果的匹配精度更高。 附图说明 0021 图 1 为 LB6、 LB16、 BG39、 JB450 滤光片的光谱透过率的示意图。 0022 图2为标号为LB16的有色玻璃厚度为2.4mm和1.2mm时其相对光谱分布示意图。 说 明 书 CN 103076093 A 9 6/15 页 10 0023 图 3 为本发明中圆形滤光片的入射光的光强积分示意图。 0024 图 4 为本发明中 P 点其从底面的出射光强度的计算方法的示意图。 0025 图 5。
23、 为本发明中 ABCD 表面的出射光强度的计算方法的示意图。 0026 图 6 为本发明的色温照度计的有色玻璃匹配方法的流程图。 0027 图 7 为本发明中 Y 滤光片的光谱分布示意图。 0028 图 8 为本发明中用积分球测量被测滤光片的漫入射光谱透过率的示意图。 0029 图 9 为本发明中应用色玻璃匹配方法的色温照度计的示意图。 具体实施方式 0030 本发明提供一种色温照度计的有色玻璃匹配方法和系统， 为使本发明的目的、 技 术方案及效果更加清楚、 明确， 以下对本发明进一步详细说明。应当理解， 此处所描述的具 体实施例仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。 0031 为了便于理解。
24、， 首先介绍一下本发明的算法思路 ： 光线透射过余弦矫正器后 , 达到有色玻璃表面 , 入射至有色玻璃内部。有色玻璃的形 状根据传感器表面形状而定， 选择了大小和传感器光敏面相同的圆形， 直径和传感器光敏 面相同。此时由于余弦矫正器对入射光的均匀化作用 , 认为入射光在有色玻璃表面分布为 近似均匀的， 而且在有色玻璃表面一点入射有色玻璃内部的光为近似朗伯体分布的点光源 （这一点非常关键） 。 0032 如图 3 所示， 对于整片圆形滤光片的上表面来说， 入射光可以用下式来表示 : ； 其中， 为滤色片表面中任意一点面积为无限小的 P 点整体光出射强度 , 为滤 色片中任意一点 P 点面积为无限。
25、小的滤色片面积， r 为圆形的半径。 0033 因为点 P 点可以认为是点光源， 光强角分布近似为朗伯体， 其任意方向光强为 ： ， ； 其中 ， 为有色玻璃表面任意一点 P 表面积为 dS的区域入射光强的法向分量,由朗伯定理易知大小为;为有色玻璃表面任意一点 表面积为 dS 的区域入射光与法向成 角度方向的光强 ； 为与法向夹角， 为有色 玻璃表面任意一点表面积为 dS 的区域入射光强。 0034 如图 4 所示， P 点其从底面的出射光强度和从 ABCD 平面出射光强度之间的关系 为 ： 对于有色玻璃表面任意一点， 其在有色玻璃内只有与法向成+和-角度内的光线可 说 明 书 CN 1030。
26、76093 A 10 7/15 页 11 以到达硅光电二极管表面。而光线延不同角度在有色玻璃内传播的光程不同， 对于根据朗 伯比尔定律， 对于厚度为 mm时， 特定波长光谱透过率为的有色玻璃, 当厚度为d mm 时， 其透过率为（以下讨论均对该特定波长进行） 。 0035 对于 ABCD 平面， 如图 5 所示， 其出射光强 ； 其中， ， 对于 P 点， 对出射光的贡献为 对于整片滤色片， 该波长处的整体出射光强度为 , 其中， 其中， R 为有色玻璃的半径 ； d 为有色玻璃的厚度。 0036 在上式中，为有色玻璃表面任意一点 P 点表面积为无限小 dS 的区域的入射光 强， 与入射光光强。
27、度成正比。在评价滤色片的透过率曲线形状特征时， 常数项 K 绝对值大小 并不会对滤色片透过率相对分布产生影响。所以在这里， 可以把常数项 K 提出， 光线在经过 余弦矫正器均匀化后， 特定波长的光线经过有色玻璃的透过率， 即该有色玻璃在漫入射情 况下的光谱透过率可以用下式表示 说 明 书 CN 103076093 A 11 8/15 页 12 其中 ： 在对色温照度计的 X、 Y、 Z 三种滤色片进行匹配时， 对已有的有色玻璃在垂直入射 条件下测得的光谱透过率曲线需要按照上式进行修正， 得到该有色玻璃在漫入射情况下的 光谱透过率曲线。再以此为基础进行有色玻璃的匹配。以上便是本发明之主题思想所在。
28、， 下面具体介绍是如何进行匹配的 （以对色温照度计中的 Y 滤色片进行匹配为例） 。 0037 首先， 确定我们要匹配的滤色片的光谱透过率相对分布。 Y 滤光片的光谱透过率 曲线是 CIE1931 规定的光源色三刺激值中 Y。将其归一化后， 光谱分布如图 7 所示。滤光片 匹配的目的是 ： 找到固定的几种有色玻璃材料， 采用不同的厚度组合， 使组合成的滤色片其 光谱归一化后的透过率和上图的匹配误差尽量小。匹配误差计算方法可用下式表示 ： 式中 ： 是CIE1931规定的光源色三刺激值中Y的光谱响应曲线。为标准 （归一） 化了的探测器和滤色片综合相对光谱灵敏度。其计算方法为 在上式中为探测器在波。
29、长 处的光谱响应 ；为滤波片在波长 处的光谱透 过率。 0038 需要注意一点地是， 在实际的生产中， 对有色玻璃材料和厚度的选择有下面几种 特点 ： A1、 有色玻璃的种类是一定的。以德国肖特为例， 其有色玻璃生产的种类共有几十种。 0039 A2、 为了保证光电探测系统的测量信噪比， 几种有色玻璃组合成的滤色片其综合 光谱透过率不能过低。如果片面的追求低 f1 误差， 可能会导致采用的多种有色组合的厚度 过大， 从而导致透过率过低。 这个指标要根据实际的探测器性能、 系统测量性能要求其它关 键部件的性能综合决定。 0040 A3、 加工精度的问题。 以现在的有色玻璃冷加工实际水平来看， 为。
30、了保证实际生产 说 明 书 CN 103076093 A 12 9/15 页 13 时质量有一定的保证， 单片有色玻璃的厚度最好大于 0.2mm， 单片厚度公差。 0041 请参阅图 6， 其为本发明的色温照度计的有色玻璃匹配方法的流程图。如图所示， 所述方法包括 ： S1、 建立有色玻璃的数据库， 所述数据库内包括 ： 每一有色玻璃的光谱透过率T0， 及 所述有色玻璃的厚度 d0； S2、 计算出每种有色玻璃在不同厚度情况下的垂直光谱透过率 Td； S3、 设定有色玻璃的数据库中有 n 种材料的有色玻璃， 取每种有色玻璃最小厚度 0.2mm， 每种有色玻璃最大的厚度为 4mm， 计算其厚度每。
31、增加 0.1mm 后该种有色玻璃的光谱 透过率， 得到一矩阵， 且 ； 其中，为序号为n的有色玻璃厚度为d mm时在垂直入射测量条件下的光谱透过 率曲线， n 为该有色玻璃在有色玻璃的数据库中的编号， 为该有色玻璃的厚度 ； S4、 用 matlab 软件计算出 n 种有色玻璃形状圆形的情况下， 光线漫入射时， 在 39 种不 同厚度情况下的光谱透过率 ; 即一矩阵。 0042 其中 ： 为序号为 n 的有色玻璃厚度为 d mm 时在垂直入射测量条件下的光谱透过率曲 线。 n 为该有色玻璃在有色玻璃库中的编号， 为该有色玻璃的厚度 ； S5、 对不同种类、 不同厚度的有色玻璃， 以穷举法进行组。
32、合计算其归一化后的光谱透过 率， 并计算其与目标光谱透过率之间的 f1 匹配误差 ； S6、 所有组合按照 f1 匹配误差由小到大的顺序进行排序， 对其进行筛选。筛选的标准 说 明 书 CN 103076093 A 13 10/15 页 14 为 ： f1 匹配误差尽量小， 并且整体光谱透过率尽量大。在色温照度计的设计中， 光谱透过率 的峰值大于 30% 即可。 0043 下面分别针对上述步骤进行详细介绍 ： 步骤 S1 为建立有色玻璃的数据库， 所述数据库内包括 ： 每一有色玻璃的光谱透过率 T0， 及所述有色玻璃的厚度d0。 具体来说， 可准备不同材料的有色玻璃片， 每种有色玻璃 片准备一。
33、片， 建立有色玻璃库。使用分光光度计按照垂直入射测量方法测量出每片有色玻 璃的光谱透过率 T0， 并测量出该片有色玻璃的厚度 d0。 0044 步骤 S2 为计算出每种有色玻璃在不同厚度情况下的垂直光谱透过率 Td。在 本实施例中， 其按照下式进行计算 ： 。 0045 步骤S3是设定有色玻璃的数据库中有n种材料的有色玻璃， 取每种有色玻璃最小 厚度 0.2mm， 每种有色玻璃最大的厚度为 4mm， 计算其厚度每增加 0.1mm 后该种有色玻璃的 光谱透过率， 得到一矩阵， 且 ； 其中，为序号为n的有色玻璃厚度为d mm时在垂直入射测量条件下的光谱透过 率曲线， n 为该有色玻璃在有色玻璃的。
34、数据库中的编号， 为该有色玻璃的厚度。 0046 然后， 在步骤 S4 中求出每种有色玻璃形状圆形的情况下， 光线漫入射时， 不同厚 度的光谱透过率， 按照下式， 用 matlab 软件进行计算。 0047 其中 ： 说 明 书 CN 103076093 A 14 11/15 页 15 按照之前的限定条件 ： 如果有色玻璃库中有 n 种有色玻璃， 取有色玻璃最小厚度 0.2mm， 计算以厚度间隔 0.1mm 为标准， 每增加 0.1mm 后， 该有色玻璃形状是圆形的情况下， 光线漫入射时， 不同厚度的光谱透过率， 每种有色玻璃最大的厚度为 4mm。计算后可以得到 下面的矩阵。 0048 其中 。
35、： 为序号为 n 的有色玻璃厚度为 d mm 时在垂直入射测量条件下的光谱透过率曲 线。 n 为该有色玻璃在有色玻璃库中的编号， 为该有色玻璃的厚度。 0049 至此得到了 n 种有色玻璃在 39 种不同厚度情况下的光谱透过率曲线。 0050 步骤 S5 是对不同种类、 不同厚度的有色玻璃， 以穷举法进行组合计算其归一化后 的光谱透过率， 并计算其与目标光谱透过率之间的 f1 匹配误差。 0051 在本实施例中， 其具体包括 ： S51、 计算两种不同有色玻璃组合的匹配方案 ； 计算出矩阵 所有2个不同材料 有色玻璃片组成的组合滤色片的光谱透过率曲线、 归一化后的光谱透过率曲线、 并计算每 个。
36、组合的 f1 匹配误差 ； S52、 计算三种不同有色玻璃组合的匹配方案 ； 计算出矩阵 所有3个不同材料 有色玻璃片组成的组合滤色片的光谱透过率曲线、 归一化后的光谱透过率曲线、 并计算每 个组合的 f1 匹配误差 ； S53、 计算四种不同有色玻璃组合的匹配方案 ； 计算出矩阵 所有4个不同材料 有色玻璃片组成的组合的光谱透过率曲线、 归一化后的光谱透过率曲线、 并计算每个组合 的 f1 匹配误差。 0052 最后， 在步骤 S6 中， 所有组合按照 f1 匹配误差由小到大的顺序进行排序， 对其进 行筛选。筛选的标准为 ： f1 匹配误差尽量小， 并且整体光谱透过率尽量大。在色温照度计 的。
37、设计中， 光谱透过率的峰值大于 30% 即可接受。 0053 进一步地是， 通常情况下， 采用上述三个步骤 （S51、 S52、 S53） 进行匹配就可以得到 f1误差较小的匹配方案。 如果对结果不满意， 可以计算更多种有色玻璃的数量组合， 并减小 厚度间隔， 会带来更大的计算量， 但是有可能得到f1误差更小或相同f1误差滤色片整体透 过率更高的匹配方案。 0054 发明人经过研究发现 ： 经两种匹配算法对于所求的 Y 滤光片的实际计算， 得到了 说 明 书 CN 103076093 A 15 12/15 页 16 下面两种方案。 0055 漫入射滤色片匹配结果为 ： 用上表中 4 种有色玻璃。
38、， 组合成新的滤色片， 用垂直入射的计算方法测量其光谱透过 率， 计算得到的匹配精度为 5.6% 垂直入射滤色片匹配结果为 ： 用上表中 4 种有色玻璃， 组合成新的滤色片， 用垂直入射的计算方法测量其光谱透过 率， 计算得到的匹配精度为 5.0% 为了对滤色片匹配的测试结果进行验证， 我们设计了两种实验方法对其进行实验 ： M1 和 M2。 0056 M1、 被测光源正照射至色温照度计探头的实际检测效果。 0057 用漫入射滤色片匹配结果和垂直入射滤色片匹配结果对测量环境光时的测量效 果进行验证。 0058 首先， 对两种匹配方案的色温照度计探头用卤钨灯进行标定。 然后设计一个暗室， 用下列。
39、标准光源对色温照度计探头直射， 测量测量结果， 以测量结果中的 Y 值为例， 对两种 匹配结果做评价。 0059 垂直入射滤色片匹配方案测量结果 漫入射滤色片匹配方案测量结果 说 明 书 CN 103076093 A 16 13/15 页 17 从以上检测结果可知， 在不同光谱分布的光源条件下测量， 采用漫入射匹配方案的色 温照度计其测量结果要优于垂直入射的匹配方案。 0060 M2、 测量被测滤光片的漫入射光谱透过率。 0061 为了测量滤色片的漫入射透过率， 设计了以下装置对被测滤色片的漫入射透过率 进行测量。如图 8 所示， 设计一个 30cm 直径积分球， 内表面涂覆漫白色反射材料硫酸。
40、钡， 在 积分球下表面开光源孔， 放置卤钨灯光源。 在积分球侧表面开出光孔， 在光源孔和出光孔之 间设置硫酸钡涂覆的挡板， 保证光源发出的光不能直射到出光孔上。这样可以保证从出光 孔发出的光为无方向特异性的漫出射光。将被测滤色片覆盖至出光孔上， 用分光光谱测量 仪测量滤色片透射光的光谱分布。然后将被测滤色片取出， 直接测量出光孔光谱分 布。被测滤光片的光谱透过率为。再计算滤光片匹配的目标光谱曲线和 被测滤光片光谱曲线的匹配误差。 0062 测量结果如下 ： 由以上测量结果可知， 漫入射情况下， 滤色片实际光谱透过率和垂直入射情况下光谱 透过率有较大差异。滤色片的漫入射透过率， 并不能用其垂直入。
41、射透过率进行计算。 0063 本发明还提供了一种色温照度计的有色玻璃匹配系统， 其中， 所述系统包括 ： 数据库模块， 用于建立有色玻璃的数据库， 所述数据库内包括 ： 每一有色玻璃的光谱透 说 明 书 CN 103076093 A 17 14/15 页 18 过率 T0， 及所述有色玻璃的厚度 d0； 垂直透过率计算模块， 用于计算出每种有色玻璃在不同厚度情况下的垂直光谱透过率 Td； 垂直光谱透过率曲线模块， 用于设定有色玻璃的数据库中有 n 种材料的有色玻璃， 取 每种有色玻璃最小厚度 0.2mm， 每种有色玻璃最大的厚度为 4mm， 计算其厚度每增加 0.1mm 后该种有色玻璃的光谱透。
42、过率， 得到一矩阵， 且 ； 其中，为序号为n的有色玻璃厚度为d mm时在垂直入射测量条件下的光谱透过 率曲线， n 为该有色玻璃在有色玻璃的数据库中的编号， 为该有色玻璃的厚度 ； 修正模块， 用于用matlab软件计算出n种有色玻璃形状圆形的情况下， 光线漫入射时， 在 39 种不同厚度情况下的光谱透过率 ; 即一矩阵。 0064 其中 ： 为序号为 n 的有色玻璃厚度为 d mm 时在垂直入射测量条件下的光谱透过率曲 线， n 为该有色玻璃在有色玻璃库中的编号， 为该有色玻璃的厚度 ； 匹配模块， 用于对不同种类、 不同厚度的有色玻璃， 以穷举法进行组合计算其归一化后 的光谱透过率， 并。
43、计算其与目标光谱透过率之间的 f1 匹配误差 ； 筛选模块， 用于所有组合按照 f1 匹配误差由小到大的顺序进行排序， 对其进行筛选。 筛选的标准为 ： f1 匹配误差尽量小， 并且整体光谱透过率尽量大。在色温照度计的设计中， 光谱透过率的峰值大于 30% 即可。 0065 在具体应用过程中， 如图 9 所示， 我们提供的色彩照度计包括一乳白余弦矫正器 100 （设置在上机壳 10 内） ， 下放置隔热玻璃 200， 隔热玻璃 200 的作用是去除入射光线中的 说 明 书 CN 103076093 A 18 15/15 页 19 红外光和紫外光。隔热玻璃 200 安装到滤光片固定底座 300 。
44、上， 滤光片固定底座 300 上以 轴对称形式安装六个滤色 :400 ： 六个滤色片 400 分别对应 XYZ 三种滤色片。滤色片 400 下 面固定光敏传感器 500。光敏传感器 500 安装在相应的 PCB600 上， PCB600 设置在机壳下盖 20 上。 0066 综上所述， 本发明的色温照度计的有色玻璃匹配方法和系统， 充分考虑了由于光 线非垂直入射的情况， 对有色玻璃设计的匹配模型进行了相关优化 ： 对已有的有色玻璃在 垂直入射条件下测得的光谱透过率曲线需要按照上式进行修正， 得到该有色玻璃在漫入射 情况下的光谱透过率曲线。再以此为基础进行有色玻璃的匹配。得到的匹配结果， 在实际。
45、 测试时测试结果和实际结果的匹配精度更高。 0067 应当理解的是， 本发明的应用不限于上述的举例， 对本领域普通技术人员来说， 可 以根据上述说明加以改进或变换， 所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保 护范围。 说 明 书 CN 103076093 A 19 1/6 页 20 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103076093 A 20 2/6 页 21 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103076093 A 21 3/6 页 22 图 5 说 明 书 附 图 CN 103076093 A 22 4/6 页 23 图 6 说 明 书 附 图 CN 103076093 A 23 5/6 页 24 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 103076093 A 24 6/6 页 25 图 9 说 明 书 附 图 CN 103076093 A 25 。