一种素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法。采用漫射光照射、近表面法向光接收的几何条件测量素面镭射纸样本的CIELab色度值，其中C*、hab值用于评价素面镭射纸的基本色品特征。采用线状均匀白光光源，以光源线长方向沿素面镭射纸样本正方形光栅的一个边长方向照射镭射纸样本，并在样本表面法向平行线光源方向，以线状像素阵列的光接收器接收样本的反射光；得到一定面积样本上所有微小面元的反射光信息；将反射光信息转换为CIELab色度信息，用于评价素面镭射纸彩虹色的颜色特性；用颜色涨落因子表征样本表面颜色的颗粒感。该方法简单、快捷，适于素面镭射纸及其印刷色的颜色品质控制应用。
【专利说明】一种素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法，该方法可用于金色和银色光栅基素面镭射纸颜色性能的表征、检测和评价，以用于素面镭射纸及其包装印刷品的颜色品质控制。
【背景技术】
[0002]素面镭射纸是高档烟酒等商品常用的包装材料。这种纸张上附有周期性的正方形栅格状光栅，非漫射白光照射下，从不同的角度会看到不同的颜色，动态闪烁的熠熠彩虹色极大地增加了产品的附加品质。
[0003]所谓金色素面镭射纸是在金黄色纸基上压有正方形透明光栅的镭射纸。若将这种镭射纸背对室内灯光，而面对墙面的漫反射光，则无论是正视还是斜视，看到的基本上总是金黄色；而将镭射纸面对灯光时，从不同的方向观看，或转动镭射纸时，则会看到五颜六色的颜色，即光栅对白光衍射的彩虹色。相同地，银色素面镭射纸为在金属铝箔(无色)纸基上压有正方形透明光栅的镭射纸。这种镭射纸面对墙面的漫反射光时，看到的则是铝箔的中性色；而在面对灯光时，同样会在不同的方向上看到不同的颜色。
[0004]本质上，镭射纸表面的光栅对入射光的反射光具有衍射作用，因而形成了不同单色光会在不同的衍射方向相干加强的彩虹现象。由于素面镭射纸基上的光栅为正方形栅格，相差90°的两个方向上会有相同的衍射、干涉规律，而其他方向上会有所不同。故其衍射光既具有一定的对称性，又具有一定的方向性，对其颜色特征的度量和表征造成一定困难。
[0005]国家标准对防伪全息纸(含镭射纸)的特性指标做了规定，并给出了检测方法(具体可参见GB/T18733-2002、GB/T18734-2002)。其中，用信噪比SNR和衍射效率η表征了光栅的色光衍射特征。由于其检测方法较复杂，且不能完全表征全息光栅的色度及其变化特征。因此，就目前的应用情况看，对镭射纸的颜色特征表征，特别是在包装印刷企业的应用缺乏实用性。
[0006]用常规颜色测量仪器对素面镭射纸颜色测量的实践中发现，用45°角度光入射、0°角度反射光及多角度反射光表征的色度计测量该类镭射纸的颜色，都出现了测量值较大的波动现象，已不适应常规颜色值差异与视觉的对应关系。造成该类仪器测试不适应性的原因是其具体的光路结构根本不适应镭射纸光栅衍射的各向异性特征。而应用漫射光照射、与表面法线成8°角进行光接收的积分球色度计测量时，发现其色度值并不能表征出衍射光的彩色特征。因此，现有的色度测量方法及仪器已不足以测量和表征素面镭射纸的颜色特征。
[0007]国内外许多研究机构对镭射纸光栅的呈色机理进行了分析，也提出了多种色度及光谱检测方法。比如对镭射纸某一面元上不同测量角度下的综合色差的离差进行分析的方法；测试光栅参数、选择合适的光滤色片，再通过漫射光照射下光反射率的测量来对镭射纸色度测量的方法等等。但这些方法存在的问题是检测过程复杂，设备要求高，检测稳定性难以保证等，仍不能满足实际生产中的应用要求。
【发明内容】
[0008]鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够较为全面地、快捷地评价素面镭射纸颜色特性的表征和检测方法，为此类镭射纸在全息防伪、彩虹全息包装印刷的色彩质量控制提供技术支持。
[0009]本发明的素面镭射纸颜色特性表征与检测方法，获取两种特定光路下素面镭射纸反射光的色度特征，由该组合色度特征共同表征其颜色特性，可用于素面镭射纸的品质评价和生产质量控制。
[0010]一种素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法，包括以下步骤:
[0011](I)采用符合漫射光照射、近表面法向光接收几何条件的色度计测量素面镭射纸样本的CIELab色度值，并由a*、b*值得到C*和hab值，将C*、hab值用于评价素面镭射纸的基本色品特征。C*表征彩度(饱和度)，hab表征色调；将该基本色品特征称为素面镭射纸的基色特征。
[0012](2)采用线状均匀白光光源，以光源线长方向沿素面镭射纸样本正方形光栅的一个边长方向，照射镭射纸样本，并在样本表面法向以平行线光源方向的线状像素阵列光接收器接收样本的反射光；
[0013](3)以线状像素阵列光接收器的像素大小为步进，沿线状光源垂直方向同步移动线状光源和线状像素阵列光接收器，再次接收素面镭射纸样本的反射光；
[0014](4)重复步骤(3)数次，得到样本一定面积(尺寸)上由光接收器像素对应样本尺寸构成的所有微小面兀反射光信息；
[0015](5)确定光接收器接收的反射光谱或形成的光响应与CIELab色度的计算关系；
[0016](6)由步骤(5)中光接收器接收的样本反射光色度计算关系，将步骤(4)得到的素面镭射纸样本一定面积上光接收器各像素对应的所有微小面元反射光信息转换成CIELab色度信息；
[0017](7)由步骤(6)得到的光接收器各像素CIELab色度信息(即素面镭射纸各微小面元CIELab色度信息)，计算得到其平均值L*、a*、b*及对应的C*、hab值；将L*、C*和hab值用于评价素面镭射纸彩虹色的颜色特征；
[0018](8)由步骤(1)和步骤(7)得到的色度信息共同表征素面镭射纸的颜色特性；
[0019](9)对步骤(6)得到的光接收器各像素CIELab色度信息进行样本1.27mmX 1.27mm面元上的像素色度求取均值，再求取所有均值的标准差，并定义样本的颜色涨落因子(CFF-Color Fluctuation Factor)为:
【权利要求】
1.一种素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法，包括以下步骤: (1)采用符合漫射光照射、近表面法向光接收几何条件的色度计测量素面镭射纸样本的CIELab色度值，并由a*、b*值得到C*和hab值，将C*、hab值用于评价素面镭射纸的基本色品特征； (2)采用线状均匀白光光源，以光源线长方向沿素面镭射纸样本正方形光栅的一个边长方向，照射镭射纸样本，并在样本表面法向以平行线光源方向的线状像素阵列光接收器接收样本的反射光； (3)以线状像素阵列光接收器的像素大小为步进，沿线状光源垂直方向同步移动线状光源和线状像素阵列光 接收器，再次接收素面镭射纸样本的反射光； (4)重复步骤(3)，得到样本一定面积上由光接收器像素对应样本尺寸构成的所有微小面元反射光信息； (5)确定光接收器接收的反射光谱或形成的光响应与CIELab色度的计算关系； (6)由光接收器接收的样本反射光色度计算关系，将得到的素面镭射纸样本一定面积上光接收器各像素对应的所有微小面兀反射光信息转换成CIELab色度信息； (7)得到的光接收器各像素CIELab色度信息，计算得到其平均值L*、a*、b*及对应的C*、hab值；将L*、C*和hab值用于评价素面镭射纸彩虹色的颜色特征； (8)由步骤(1)和步骤(7)得到的色度信息共同表征素面镭射纸的颜色特性； (9 WfCIELab色度信息进行样本1.27mmX 1.27mm面元上的像素色度求取均值，再求取所有均值的标准偏差，并定义样本的颜色涨落因子CFF为:
CFF= [STD (L*) 2+STD (a*) 2+STD (b*)2]1/2 (I) 式中 STD (L*)、STD (a*)、STD (b*)分别为所有 1.27mmX 1.27mm 面元 L*、a*、b* 值的标准偏差，计算式为:
2.根据权利要求1所述的素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法，其特征在于:还包括步骤(10)，对标准样本和测试样本的颜色差异进行评价，根据人眼视觉特性，确定不同应用中应控制的各个色度值的容差，用于品质评价和生产质量控制。
3.根据权利要求2所述的素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法，其特征在于:采用积分球式色度计测量素面镭射纸样本的CIELab色度值。
4.根据权利要求2所述的素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法，其特征在于:所述的白光光源的色温为5000K~6500K。
5.根据权利要求3所述的素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法，其特征在于:白光的照射角度与样本表面法线间夹角为20°~45°。
6.根据权利要求2所述的素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法，其特征在于:所述的光接收器接收样本表面反射光的线度不小于12.7_。
7.根据权利要求2所述的素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法，其特征在于:所述的光接收器为直接获得样本各微小面元反射光谱信息的仪器或对样本各微小面元反射光响应为RGB值的仪器。
8.根据权利要求7所述的素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法，其特征在于:所述的光接收器的像素分辨率为150dpi~300dpi。
9.根据权利要求2所述的素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法，其特征在于:线状光源在其垂直方向上移动所接收的反射光信息的样本线度不小于12.7_。
10.根据权利要求2所述的素面镭射纸颜色特性的表征与检测方法，其特征在于:由光接收器接收反射光信息所对应形成`的素面镭射纸样本面积不小于12.7mmX 12.7_。
【文档编号】G01N21/25GK103712919SQ201310538460
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年11月2日 优先权日:2013年11月2日
【发明者】徐艳芳, 李斯, 潘民强, 陈训保, 黄小告, 胡秀丽 申请人:深圳扬丰印刷有限公司, 北京印刷学院