[发明专利]由光谱仪辅助的特殊设计的图案闭环校准的高精度成像色度计

说明书

本说明书描述了涉及用于提供可包括更准确输出的宽带色度计的方法的各种实施例。在一个实施例中，可使用窄带仪器，诸如分光计或光谱仪以用于校准宽带色度计，使得可提供更准确的输出。在一个实施例中，可使用由宽带色度计和窄带光谱仪两者组成的光学测试设备以用于提供更准确校准的宽带色度计。作为实例，可使用作为由宽带色度计和窄带光谱仪两者组成的混合系统的光谱相机以用于通过宽带色度计和窄带光谱仪两者同时进行测试。通过同时进行测试，可实现对宽带色度计的准确校准。本说明书还描述了利用窄带多通道分光计来表征宽带三通道色度计的数学模型。

技术领域

所述实施例整体涉及比色法，并且更具体地涉及校准低成本色度计。

背景技术

颜色测量仪器落入两个范畴：宽带(或宽频带)和窄带。宽带测量仪器报告通过对经由宽带滤光器的输入光进行光学处理所得到的最多至三个颜色信号。光度计是最简单的实例，仅提供对刺激物的亮度的测量。它们主要的用途是确定显示器的非线性校准功能。密度计是测量通过红色、绿色和蓝色滤光器滤光后的光的光学密度的宽带仪器的实例。色度计是直接报告三色(XYZ)值及其导数诸如CIELAB的宽带仪器的另一实例。色度计有时也称为成像光度计，该成像光度计为像相机一样运转的成像设备。成像色度计可为时序型或拜耳滤光器型。报告明显大于三个维度的光谱数据的仪器落入窄带范畴。

分光光度计和分光辐射度计是窄带仪器的实例。这些仪器通常分别在可见光谱内以从1到10纳米的增量记录光谱反射率和辐射率，从而形成30-200个通道。它们也有在内部进行计算的能力，并从窄带15光谱数据报告三色坐标。分光辐射度计可测量发射和反射刺激两者，而分光光度计仅可测量反射刺激。分光计或光谱仪为可量化和测量光谱的窄带设备。

宽带仪器诸如密度计和色度计的主要优点是它们价格不高并且可以极快的速率读出数据。然而，所得到的测量仅为真实三色信号的近似值，并且该近似值的品质广义上根据正被测量的刺激物的特征而变化。在任意的照明和观察条件下对任意刺激物的准确比色测量需要由更昂贵的窄带仪器提供的光谱测量。与不具有空间分辨率的测量仪器诸如分光计相比，这种技术提供以下优点：(a)具有单个图像中的众多测量的同时捕获的大量时间节省以及(b)集成在软件中的允许自动化分析方法的图像处理功能，例如均匀度或对比度的计算。

然而，成像光度计和色度计的绝对测量精度不和分光计一样高。这是因为使用结合光学滤光器的CCD传感器的工作原理，它只能适用于具有有限精度的人眼敏感性。因此，成像色度计是用于显示测试行业中的面板图形和控制元件的亮度和颜色分布的测量的所选仪器，该亮度和和颜色分布包括但不限于均匀度，对比度，不均匀度和调制传递函数(MTF)。

因此，所希望的是可包括更准确输出的宽带色度计的替代物。

发明内容

本说明书描述了涉及用于提供可包括更准确输出的宽带色度计的方法的各种实施例。在一个实施例中，窄带仪器诸如分光计或光谱仪可用于校准宽带色度计，使得可提供更准确的输出。在一个实施例中，由宽带色度计和窄带光谱仪两者组成的光学测试设备可用于提供更准确校准的宽带色度计。作为实例，作为由宽带色度计和窄带光谱仪两者组成的混合系统的光谱相机可用于借助宽带色度计和窄带光谱仪两者同时进行测试。通过同时进行测试，可实现对宽带色度计的准确校准。本说明书还描述了利用窄带多通道分光计来表征宽带三通道色度计的数学模型。

在一个实施例中，公开了一种通过使用窄带颜色测量设备来校正宽带颜色测量设备的输出的方法。所述方法包括配置宽带颜色测量设备和窄带颜色测量设备以测量颜色、利用预先确定的测试图案来刺激宽带颜色测量设备和窄带颜色测量设备、从宽带颜色测量设备和窄带颜色测量设备捕获颜色测量数据、确定与所捕获的颜色测量数据有关的校正矩阵、以及利用该校正矩阵来校正宽带颜色测量设备的颜色测量输出。在一个实施例中，预先确定的测试图案包括61个唯一的数字颜色刺激图案。在一个实施例中，宽带颜色测量设备为色度计。在一个实施例中，窄带颜色测量设备为分光计。