[發明專利]顏色測量設備校準

無效

• 申請號: 201210093691.5
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102735339A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 比特·弗里克;托馬斯·A·利安薩;安德魯·馬西亞;周望龍;理查德·費德里科
• 申請（專利權）人: 愛色麗歐洲公司
• 主分類號: G01J3/46
• 分類號: G01J3/46
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

技術領域

本發明涉及一種用于校準濾光型顏色測量設備的方法。

背景技術

顏色測量設備可基于所使用的測量技術而被大體上分成兩類：光譜測量設備和濾光型測量設備。光譜測量設備是最通用的，這是因為已知道光譜測量值可被用來得到在實踐中感興趣的任何其它變量(例如顏色值、顏色密度值等)。濾光型測量設備較不通用，但是反過來在設計上較不復雜，并且相應地更節省成本。無論基礎測量技術如何，顏色測量設備可實施為自主設備或者實施為待與評估測量數據的控制計算機相結合使用的外圍測量設備。自主顏色測量設備包括測量操作所必需的所有操作和顯示構件以及它們自己的電源，并且在許多情況下還配備有用于與計算機通信的接口，其中測量數據和控制數據兩者都可與計算機進行交換。被配置為外圍測量設備的顏色測量設備通常沒有它們自己的操作和顯示構件，而是像任何其它外圍計算機設備一樣由上級計算機控制。為了與計算機通信，更多的現代顏色測量設備常常例如裝配有所謂的USB(通用串行總線)接口，在許多情況下，同時還可以通過USB接口供電(從附連的計算機供電)。測量設備的這樣的設計例如在美國專利說明書No.7671991(≈EP?1845350B1)中進行了描述。

顏色測量設備取決于它們的實施方式和輔助設備而可用于大量的測量任務。顏色測量設備的一個特定應用領域是對監視器進行測量，具體而言是為了校準和創建顏色輪廓的目的，其中顏色測量設備被人工定位在待測量的監視器上并接觸監視器，或者被布置在距監視器小的距離(優選地小于20cm)處。在其它的應用功能中，顏色測量設備還可用來測量環境光或者可能還用于對例如由電子投影儀(視頻投影儀)照明的投影區域的(遠程)測量。這些內容同樣在例如美國專利說明書No.7671991(≈EP?1845350B1)中進行了描述。

本發明排他地涉及濾光型顏色測量設備。這樣的濾光型顏色測量設備具有如下光學裝置：該光學裝置將接收到的測量光經由不同光譜透射率的三個或更多個濾色器引導到對應的光電傳感器上，所述光電傳感器將入射到它們上的光轉換成對應的測量信號。不同濾色器和相關聯的傳感器的數目決定了顏色測量設備的所謂顏色通道的數目。

為了精確的顏色測量，顏色測量設備應當能夠產生與根據國際照明委員會(CIE)1931的標準觀察者的評估光譜(顏色匹配函數，CMF)對應的測量值。然而，使用實際濾色器和相關聯的傳感器，所述評估光譜(顏色匹配函數)不能被精確復制或者至少不處于設計復雜性的可調整水平，從而使得這樣的濾光型顏色測量設備所生成的測量數據在實踐中只是標準化三刺激(tristimulus)顏色值X、Y、Z的較好或較差的近似。因此，需要處理測量數據，其中使用(乘以)特定于設備的校準矩陣來變換顏色測量設備的各個顏色通道的輸出信號，其中校準矩陣的元素被選擇為使得變換和/或矩陣乘法的結果盡可能精確地對應于標準化三刺激顏色值。

在下面，對顏色測量設備進行校準和/或用于顏色測量設備的校準方法被理解為意指確定所述校準矩陣。

常規地，基于與參考三刺激顏色測量設備(其被假定為高精度設備)的比較測量來校準濾光型顏色測量設備。可調光源(例如，由計算機控制的監視器)生成一系列的f個色塊，這f個色塊由待校準的濾光型顏色測量設備和參考顏色測量設備兩者同時地或依次地計量，其中待校準的濾光型顏色測量設備生成f個組，每個組包括n個顏色通道輸出值[C]＝C_1，1...C_f，n，而參考顏色測量設備對應地生成f組三刺激顏色值[T]＝X₁...X_f，Y₁...Y_f，Z₁...Z_f。這些值被輸入到矩陣方程[T]＝[C]＊[M]中，其中[M]是所尋求的校準矩陣并且呈現維度3＊n。所計量的色塊的數目f必須至少是3，但通常更大。然后，解該矩陣方程以求得[M]。如果f＞3，則利用最小方差法來解該方程。如果f＝3，則直接得到解。校準矩陣[M]然后可存儲在濾光型顏色測量設備自身中或外部計算機中，并被用來將濾光型顏色測量設備的顏色通道輸出值變換成三刺激顏色值。

這種已知的校準方法有兩個關鍵的缺點。一方面，它需要良好保持(穩定且恒定)的光源以及對應地良好保持的參考顏色測量設備，這是因為校準的可重復性否則可能顯著降低。另一方面，由于以這種方式確定的校準矩陣[M]僅關于校準中所用光源的f個色塊表現出最優(最佳配合)，所以在其它光源上的測量應用中可能產生顯著誤差。