ICS37.020

CCSN32

中華人民共和國國家標準

GB/TXXXX.2—XXXX/ISO19052-2:2019

`

顯微鏡照明特性的定義和測量第2部分：

明場顯微鏡中與顏色相關(guān)的照明特性

Microscopes—Difinitionandmeasurmentofilluminationproperties

Part2：Illuminationpropertiesrelatedtocolorinbrightfieldmicroscopy

(ISO19052-2:2019，IDT)

（征求意見稿）

（本草案完成時間：）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

GB/TXXXX.2—XXXX/ISO19052-2:2019

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件為GB/TXXXX《顯微鏡照明特性的定義和測量》的第2部分。GB/TXXXX分為以下二個部分：

——第1部分:明場顯微鏡的圖像亮度和均勻性；

——第2部分:明場顯微鏡中與顏色相關(guān)的照明特性。

本文件等同采用ISO19056-2：2019《顯微鏡照明特性的定義和測量第2部分:明場顯微鏡中與顏

色相關(guān)的照明特性》。

本文件做了下列編輯性改動：

——對第1章范圍內(nèi)容進行了編輯；

——刪除了第2章中術(shù)語數(shù)據(jù)庫地址；

——對4.1總則內(nèi)容進行了編輯；

——調(diào)整了參考文獻。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。

本文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。

本文件由全國光學(xué)和光子學(xué)標準化技術(shù)委員會（SAC/TC103）歸口。

本文件起草單位：

本文件主要起草人：

II

GB/TXXXX.2—XXXX/ISO19052-2:2019

顯微鏡照明特性的定義和測量第2部分：

明場顯微鏡中與顏色相關(guān)的照明特性

1范圍

本文件規(guī)定了光學(xué)顯微鏡中與顏色相關(guān)的照明特性的定義和測量方法，以及應(yīng)向用戶提供的相關(guān)信

息。

本文件適用于采用透射光照明的明場顯微鏡照明特性測量。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

ISO11664-1:2019色度學(xué)第1部分：CIE標準比色法觀察儀（Colorimetry—Part1:CIEstandard

colorimetricobservers）

ISO11664-3色度學(xué)第3部分：CIE三刺激值（Colorimetry—Part3:CIEtristimulusvalues）

3術(shù)語和定義

本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。

4測量參量

4.1總則

由于各種光源（如鹵素?zé)簟㈡u燈、LED和OLED）被應(yīng)用于明場顯微鏡，因此需要了解光源的顏色

特性差異。這也適用于不同的應(yīng)用程序和各種類型的儀器。

測量顯微鏡中與顏色相關(guān)的照明特性時，測量僅在圖像平面或中繼圖像平面中定義。

4.2光譜

光譜輻射通量（W）應(yīng)通過在圖像平面或中間圖像平面中放置配有積分球和光譜儀功能的儀器進行

測量。測量應(yīng)在380nm至780nm的測量光譜范圍內(nèi)進行，間隔≤5nm。

4.3色度

色度坐標（x，y）應(yīng)通過使用CIE19312°顏色匹配函數(shù)計算XYZ顏色空間（CIE1931顏色空間）

的三刺激值，從測量的光譜特性計算得出。

應(yīng)根據(jù)ISO11664-1和ISO11664-3，按下列公式（1）至公式（3）計算三刺激值X、Y和Z：

1

GB/TXXXX.2—XXXX/ISO19052-2:2019

780()()(1)

?=?∫380??·x??d?································································

780()()(2)

?=?∫380??·y??d?································································

780()()(3)

?=?∫380??·z??d?································································

式中：

X、Y和Z——三刺激值；

x?(λ)、y?(λ)、z?(λ)——ISO11664-1:2019中表1所規(guī)定的CIE19312°顏色匹配函數(shù)；

P(λ)——對被測物的光譜測量得到的光譜輻射通量；

k——常數(shù)。

按公式（4）計算常數(shù)k：

100

?=······································································(4)

780()()

∫380??·y??d?

根據(jù)三刺激值X、Y、Z，按公式（5）和（6）計算色度坐標x和y：

?

?=·············································································(5)

?+?+?

?

?=·············································································(6)

?+?+?

將x繪制成橫坐標，將y繪制成縱坐標，得到的圖被定義為CIE（x，y）色度圖。圖1中給出了一個示

例。

根據(jù)ISO11664-1和ISO11664-3，在本文件中使用380nm至780nm光譜范圍內(nèi)的顏色匹配函數(shù)的值，

間隔5nm即可。因此，如果以小于5nm的間隔測量光譜輻射通量，則應(yīng)采用最小二乘法將測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為

5nm間隔，或僅按5nm間隔提取數(shù)據(jù)。

注：根據(jù)ISO11664-1定義了兩種類型的顏色匹配函數(shù)，即CIE19312°顏色匹配函數(shù)和CIE196410°顏色匹配函數(shù)。

本文件僅適用于一般使用的CIE19312°顏色匹配函數(shù)。

4.4相關(guān)色溫，Tcp

4.4.1通則

盡管有多種方法可用，但根據(jù)本文件計算相關(guān)色溫時，應(yīng)使用4.4.2或4.4.3中所述的方法。

當(dāng)光源的顏色位于黑體軌跡上時，色溫是用單個參數(shù)表示顏色的一個指標。然而，實際光源與黑體

輻射并不完全匹配。因此，應(yīng)使用相關(guān)色溫，即在黑體軌跡上最接近顏色的色溫。

4.4.2用CIE1960UCS色度圖相關(guān)色溫及其程序

XYZ顏色空間(CIE1931顏色空間)的三刺激值，根據(jù)4.3，由光譜測量獲得的光譜特性和CIE19312°

顏色匹配函數(shù)計算得出，應(yīng)轉(zhuǎn)換為CIE1960UCS色度圖上的(u，v)色度值。

根據(jù)三刺激值X、Y和Z[4]，按公式（7）計算（u、v）色度值。

4?

?=··········································································(7)

?+15?+3?

2

GB/TXXXX.2—XXXX/ISO19052-2:2019

6?

?=··········································································(8)

?+15?+3?

然后，相關(guān)色溫應(yīng)表示為絕對溫度，該絕對溫度對應(yīng)于圖[4]中（u，v）色度值中黑體軌跡上最近的

點。

在(u，v)色度圖[4]中，僅當(dāng)測量值距離黑體軌跡的距離為±0.05或更小時，才能表示相關(guān)的色溫。

4.4.3使用（x、y）色度坐標時的相關(guān)色溫

相關(guān)色溫應(yīng)由McCamy[6]提出的公式（9）計算

32

?cp=?437?+3601??6861?+5514.31·············································(9)

式中的n使用（x、y）色度坐標（根據(jù)4.3）按公式（10）計算。

??0.3320

?=·········································································(10)

??0.1858

由這種近似計算引起的誤差在實際應(yīng)用中可以忽略不計。

5測量程序

5.1總則

除了定義測量裝置的空間布局和測量程序外，還需要描述顯微鏡的基本設(shè)置，以消除其對測量結(jié)果

的影響。

5.2測量環(huán)境

顯微鏡系統(tǒng)應(yīng)放置在暗室中，并應(yīng)特別注意，如路燈、陽光、室內(nèi)光線不能影響被測物。測量應(yīng)在

制造商規(guī)定的工作溫度下進行，因為不僅鹵素?zé)簦襆ED的光強度和光譜特性可能會因受熱而變化。

5.3積分球

積分球應(yīng)連接到與待測圖像平面相對應(yīng)的孔徑端口上。所使用的積分球應(yīng)在測量用可見光譜范圍內(nèi)

的反射率足夠高，并且在380nm至780nm光譜范圍內(nèi)，以5nm或更小的波長間隔獲得光譜反射率具有可追

溯性。

5.4顯微鏡設(shè)置

5.4.1光闌設(shè)置

為了獲得清晰的測量結(jié)果，相關(guān)光闌的設(shè)置應(yīng)規(guī)定如下。

照明系統(tǒng)的視場光闌應(yīng)限制在圖像平面內(nèi)直徑約為10mm的圓形直徑。照明系統(tǒng)的孔徑光闌應(yīng)打開

至與所使用的物鏡的數(shù)值孔徑（NA）相匹配的共軛孔徑尺寸。

特別是在使用具有大數(shù)值孔徑的物鏡時，不能總是將照明孔徑增加到共軛孔徑相應(yīng)的值。在這種情

況下，應(yīng)注明實際的照明孔徑（參見第6章“提供給用戶的信息”）。

5.4.2樣品調(diào)整和光闌聚焦

3

GB/TXXXX.2—XXXX/ISO19052-2:2019

焦點、視場光闌和孔徑光闌應(yīng)在使用帶有蓋玻片的載玻片的條件下進行調(diào)整。應(yīng)在無樣品的位置測

量光譜特性。

5.4.3其他組合

如果在測量中使用光學(xué)元件（如濾光片）或裝置（如放大倍率改換器），應(yīng)給出其名稱或產(chǎn)品系列

名稱。對于帶有兩個目鏡筒（左右）雙目管，應(yīng)分別進行測量，并提供色度或相關(guān)色溫的兩個值。

5.4.4光源調(diào)整

為了測量色度和相關(guān)色溫，應(yīng)根據(jù)顯微鏡制造商給出的推薦操作條件來調(diào)整光源。當(dāng)使用鹵素?zé)糇?/p>

為光源時，光譜特性隨輸入電壓而顯著變化。因此，為了獲得規(guī)定的白光，應(yīng)使用適當(dāng)?shù)模ㄈ缰圃焐掏?/p>

薦的）輸入電壓和光平衡濾光片。

注：對于大多數(shù)白色LED而言，由于熒光體的飽和吸收的影響，隨著光強度的增加，顏色會略微向紫色移動。

5.5測量穩(wěn)定性

在使用光譜儀測量過程中，應(yīng)在光源的強度和光譜特性的變化小到可以忽略的條件下進行。

6提供給用戶的信息

6.1總則

如果向用戶提供色度或相關(guān)色溫(Tcp)信息，該信息應(yīng)用數(shù)值表示，或在(x、y)圖中表示，并應(yīng)包

含有關(guān)圖像平面位置、圖像區(qū)域尺寸、顯微鏡配置、光源和相關(guān)參數(shù)的附加信息。詳細信息見6.2和6.3。

6.2色度坐標和相關(guān)色溫的信息

a)如果色度坐標和相關(guān)色溫Tcp用數(shù)值表示；

1)色度應(yīng)給出小數(shù)點后三位；

示例：(x，y)=(0.355,0.365)

2)相關(guān)色溫Tcp應(yīng)以50K的步長表示。

示例：Tcp=5500K

b)如果色度和相關(guān)色溫Tcp用圖表示；

應(yīng)使用CIE（x，y）色度圖來表示。在(x，y)色度圖中，需要將黑體軌跡與等溫線/等溫距線一起表

達。

注：見圖1。

4

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標引序號說明：

X——色度的x坐標；

Y——色度的y坐標；

1——照明燈的顏色。

圖1CIE（x、y）色度圖的示例

6.3附加信息

應(yīng)向用戶提供以下附加信息：

a)關(guān)于圖像平面位置和圖像區(qū)域的尺寸信息；

該信息應(yīng)給出測量色度坐標和相關(guān)色溫Tcp的位置。

b)關(guān)于顯微鏡配置的信息；

應(yīng)包括以下重要信息，尤其是當(dāng)應(yīng)用附加光學(xué)元件（如濾光片、物鏡、聚光鏡等）時，因為這

些光學(xué)元件可由用戶更換并成為光路的一部分。

1)配置清單和附加零件數(shù)量；

2)物鏡、聚光鏡、雙目管和濾光片的清單；

3)照明孔徑的大小，如果不能達到物鏡的NA值時。

c)關(guān)于照明光源的信息；

應(yīng)包括光源的類型及其光譜特性。對于鹵素?zé)簦瑧?yīng)提供亮度設(shè)置。

5

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參考文獻

[1]ISO10934,Microscopes—Vocabularyforlightmicroscopy

[2]ISO12853,Microscopes—Informationprovidedtotheuser

[3]IEC60050?845:1987,InternationalElectrotechnicalVocabulary,Chapter845:Lighting

[4]CIE15:TechnicalReport:Colorimetry,3rdedition

[5]JuddD.B.,Estimationofchromaticitydifferencesandnearestcolortemperatureon

thestandard1931ICIcolorimetriccoordinatesystem.J.Opt.Soc.Am.1936,26pp.421–426

[6]McCamyC.S.,Correlatedcolortemperatureasanexplicitfunctionofchromaticity

coordinates.ColorRes.Appl.1992,17pp.142–144

6

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目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語和定義.........................................................................1

4測量...............................................................................1

5測量程序...........................................................................3

6提供給用戶的信息...................................................................4

參考文獻..............................................................................6

I

GB/TXXXX.2—XXXX/ISO19052-2:2019

顯微鏡照明特性的定義和測量第2部分：

明場顯微鏡中與顏色相關(guān)的照明特性

1范圍

本文件規(guī)定了光學(xué)顯微鏡中與顏色相關(guān)的照明特性的定義和測量方法，以及應(yīng)向用戶提供的相關(guān)信

息。

本文件適用于采用透射光照明的明場顯微鏡照明特性測量。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

ISO11664-1:2019色度學(xué)第1部分：CIE標準比色法觀察儀（Colorimetry—Part1:CIEstandard

colorimetricobservers）

ISO11664-3色度學(xué)第3部分：CIE三刺激值（Colorimetry—Part3:CIEtristimulusvalues）

3術(shù)語和定義

本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。

4測量參量

4.1總則

由于各種光源（如鹵素?zé)簟㈡u燈、LED和OLED）被應(yīng)用于明場顯微鏡，因此需要了解光源的顏色

特性差異。這也適用于不同的應(yīng)用程序和各種類型的儀器。

測量顯微鏡中與顏色相關(guān)的照明特性時，測量僅在圖像平面或中繼圖像平面中定義。

4.2光譜

光譜輻射通量（W）應(yīng)通過在圖像平面或中間圖像平面中放置配有積分球和光譜儀功能的儀器進行

測量。測量應(yīng)在380nm至780nm的測量光譜范圍內(nèi)進行，間隔≤5nm。

4.3色度

色度坐標（x，y）應(yīng)通過使用CIE19312°顏色匹配函數(shù)計算XYZ顏色空間（CIE1931顏色空間）

的三刺激值，從測量的光譜特性計算得出。

應(yīng)根據(jù)ISO11664-1和ISO11664-3，按下列公式（1）至公式（3）計算三刺激值X、Y和Z：

1

GB/TXXXX.2—XXXX/ISO19052-2:2019

780()()(1)

?=?∫380??·x??d?································································

780()()(2)

?=?∫380??·y??d?································································

780()()(3)

?=?∫380??·z??d?································································

式中：

X、Y和Z——三刺激值；

x?(λ)、y?(λ)、z?(λ)——ISO11664-1:2019中表1所規(guī)定的CIE19312°顏色匹配函數(shù)；

P(λ)——對被測物的光譜測量得到的光譜輻射通量；

k——常數(shù)。

按公式（4）計算常數(shù)k：

100

?=······································································(4)

780()()

∫380??·y??d?

根據(jù)三刺激值X、Y、Z，按公式（5）和（6）計算色度坐標x和y：

?

?=·············································································(5)

?+?+?

?

?=·············································································(6)

?+?+?

將x繪制成橫坐標，將y繪制成縱坐標，得到的圖被定義為CIE（x，y）色度圖。圖1中給出了一個示

例。

根據(jù)ISO11664-1和ISO11664-3，在本文件中使用380nm至780nm光譜范圍內(nèi)的顏色匹配函數(shù)的值，

間隔5nm即可。因此，如果以小于5nm的間隔測量光譜輻射通量，則應(yīng)采用最小二乘法將測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為

5nm間隔，或僅按5nm間隔提取數(shù)據(jù)。

注：根據(jù)ISO11664-1定義了兩種類型的顏色匹配函數(shù)，即CIE19312°顏色匹配函數(shù)和CIE196410°顏色匹配函數(shù)。

本文件僅適用于一般使用的CIE19312°顏色匹配函數(shù)。

4.4相關(guān)色溫，Tcp

4.4.1通則

盡管有多種方法可用，但根據(jù)本文件計算相關(guān)色溫時，應(yīng)使用4.4.2或4.4.3中所述的方法。

當(dāng)光源的顏色位于黑體軌跡上時，色溫是用單個參數(shù)表示顏色的一個指標。然而，實際光源與黑體

輻射并不完全匹配。因此，應(yīng)使用相關(guān)色溫，即在黑體軌跡上最接近顏色的色溫。

4.4.2用CIE1960UCS色度圖相關(guān)色溫及其程序

XYZ顏色空間(CIE1931顏色空間)的三刺激值，根據(jù)4.3，由光譜測量獲得的光譜特性和CIE19312°

顏色匹配函數(shù)計算得出，應(yīng)轉(zhuǎn)換為CIE1960UCS色度圖上的(u，v)色度值。

根據(jù)三刺激值X、Y和Z[4]，按公式（7）計算（u、v）色度值。

4?

?=··········································································(7)

?+15?+3?

2

GB/TXXXX.2—XXXX/ISO19052-2:2019

6?

?=··········································································(8)

?+15?+3?

然后，相關(guān)色溫應(yīng)表示為絕對溫度，該絕對溫度對應(yīng)于圖[4]中（u，v）色度值中黑體軌跡上最近的

點。

在(u，v)色度圖[4]中，僅當(dāng)測量值距離黑體軌跡的距離為±0.05或更小時，才能表示相關(guān)的色溫。

4.4.3使用（x、y）色度坐標時的相關(guān)色溫

相關(guān)色溫應(yīng)由McCamy[6]提出的公式（9）計算

32

?cp=?437?+3601??6861?+5514.31·············································(9)

式中的n使用（x、y）色度坐標（根據(jù)4.3）按公式（10）計算。

??0.3320

?=·········································································(10)