[发明专利]一种色彩可控的高能可见光滤波器的设计方法

权利要求书

1.一种色彩可控的高能可见光滤波器的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：选取滤波器，所述滤波器含有对短波可见光吸收的染料，滤波器的透射率T表达为光学器件各参数的一个函数；

步骤2：选择光源,并选取一种颜色或多种颜色组成的颜色组,将所需优化的颜色或颜色组的各色感参数表达为包括光源D和滤波器透射率T的函数；

步骤3：基于步骤2获得的各色感参数表达，在1976CIE L^*a^*b^*色感空间中，根据所需优化的色度，选择优化矢量将颜色或颜色组投影在所需优化的色度平面上的综合色差表达为E_{优化色轴,T}；

步骤4：根据优化透射光谱所需的色感参数和E_{优化色轴,T}进行多目标优化，并选取合适的解即滤波器的透射率T，进而基于透射率T所表达的函数优化设计滤波器光学器件的各参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中,将滤波器在各波长下的透射率T(λ)表达为如下函数:

其中，N为有效吸光成分i总数目，l是有效吸光成分i所分布的所有介质层有效总厚度，ε_i为有效吸光成分i的摩尔吸光系数，c_i为有效成分i在其所分布的所有介质层中的平均浓度，λ为可见光波波长；M为有效反光介面总数目，f_j是有效反光介面j的反光率。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤2中，将所需优化的颜色或颜色组的各色感参数表达为包括光源D和滤波器透射率T的函数，通过如下方法实现：

U_k,T(λ)＝D(λ)·T(λ)·MC_k(λ)；

其中

其中，U为任意颜色；MC为所选择的颜色反光率；为观察者颜色匹配函数；L^*标识明度或亮度坐标；a^*和b^*为两个对比色度上的彩度坐标；Xk，Yk，Zk为颜色Uk的三色刺激值；k标注所选择颜色组中不同的颜色，Xn，Yn，Zn为标准照明体在全满反射体的三色刺激值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2中，光源D通过滤波器后的白点位移表达通过如下方法获得，

X_n，Y_n，Z_n为标准照明体在全满反射体的三色刺激值，客观白点在光源D照射下光谱表示为U_0,T(λ)＝D(λ)·T(λ)，使用滤波器后白点三色刺激值表示为X_n,T，Y_n,T，Z_n,T；

未使用滤波器时，标准照明体在全满反射体通过滤光器的亮度表示为L^*₀；

使用滤波器后综合亮度，即标准照明体在全满反射体通过滤光器的亮度表示为L^*_0,T；

使用滤波器后白点位移wp表达如下：

wp＝d_0，T或wp＝d′_0，T；或wp＝d″_0，T

其中a^*_0,T和b^*_0,T为使用滤波器后，白点发生位移以后其在1976 CIE L^*a^*b^*色感空间中的坐标。