高速高精度分光测色仪的分析与设计

摘要

色知觉是人们对颜色的感觉。色度学建立了外界光刺激与色知觉量之间的对应关系，使得对光物理量的测量间接地测得色知觉量。因此，对光物理量的测量是准确定量度量颜色的关键，可用分光测色仪通过测量光谱反射率或透射率。针对现有分光测色仪测量速度慢、其实现与现有技术水平相脱节的情况，拟实现高速高精度分光测色仪。新分光测色仪的设计以提高测量速度为最终目标来设计和实现。本文给出了新分光测色仪的一种设计实现方案：分光模块采用已有产品，光源采用脉冲氙灯，电子线路控制部分采用了集成USB通信接口的EZ-USB FX2主控芯片，以该芯片为核心进行了系统设计。最后在EZ-USB FX2开发板上做了部分实验。 本文为高速高精度分光测色仪的实现做好了准备工作。高速高精度分光测色仪为基于色度学的研究工作如色彩校准、色彩流程控制或是色彩管理提供了有力的颜色测量工兵。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2本文主要工作

第二章色度学基础知识

2.1 CIE标准色度系统

2.1.1 CIE RGB系统

2.1.2 CIE XYZ系统

2.2标准照明体和标准光源

2.2.1CIE标准照明体A、B、C、E

2.2.2 CIE标准照明体D

2.3 CIE色度计算方法

2.4分光测色仪工作原理综述

2.4.1光源

2.4.2测量的几何条件

2.4.3色散系统

2.4.4光度计量

2.4.5测量数据的处理和输出

第三章Spectrolino分光测色仪组成分析

3.1光学系统

3.2电子线路控制

3.2.1系统电源

3.2.2 CPU及存储器扩展

3.2.3 A/D转换的实现

3.2.4串口通信

3.3光源控制

3.4本章小结

第四章高速高精度分光测色仪的总体设计

4.1总体要求和设计

4.1.1分光测色仪的工作描述及其现状

4.1.2主控计算机与测量系统的接口

4.1.3主控芯片

4.2光电测量系统总体要求

第五章高速高精度分光测色仪分模块设计

5.1总体概述

5.2分光模块的实现策略

5.3电子线路控制模块

5.3.1系统电源及CPU周边电路

5.3.2电子线路系统主控器

5.3.3程序存储器的扩展

5.3.4 A/D转换

5.3.5对分光模块的控制

5.3.6对光源的控制

第六章实验部分

6.1 EZ-USB FX2开发板

6.2实验程序组成

6.2.1USB固件主程序

6.2.2驱动程序

6.2.3主机应用程序设计

6.3实验

6.3.1批量传输实验

6.3.2 USB2.0速度测试

6.3.3 IO测试实验

6.3.4 RS-232串口通信实验

结束语

致谢

参考文献

研究成果