輝因科技LED顏色測量

輻射顏色測量是光譜儀的一個重要應(yīng)用。LED生產(chǎn)商利用顏色測量對LED進行分選（分選的標(biāo)準(zhǔn)：功能好差、顏色亮度標(biāo)準(zhǔn)等等），來保證產(chǎn)品的一致性和質(zhì)量穩(wěn)定性。屏幕顯示生產(chǎn)商使用輻射測量對屏幕的顯色進行校準(zhǔn)，判定其是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍。LED的輻射測量在園藝方面（1）也具有很大用處，因為LED也是植物研究和溫室光源的主要部分；另外在生物醫(yī)藥應(yīng)用方面，比如與NASA合作的項目，使用LED激發(fā)細胞生長（2）。

在這篇應(yīng)用文章中，我們使用國家*校準(zhǔn)過的輝因科技光纖光譜儀（HY-UVA6000）對比輻射測量同一個白熾LED。HY-UVA6000作為新一代高熱穩(wěn)定性、低臺間差的光譜儀，還配備可更換狹縫、簡單儀器連接件等等。
顏色測量

顏色定義其實相對比較主觀的，對顏色的感知和獲取是再平常不過但卻是的。二十世紀，人類開發(fā)了很多方法對顏色進行定義。現(xiàn)在經(jīng)常使用的CIE XYZ 1931坐標(biāo)系統(tǒng)，使用X和Z指認為色品，Y作為亮度（強度）。圖1.就展示了CIE 1931 X和Y顏色空間。

CIE L*a*b*也是常見的定義方式，L*指認為亮度（強度 ），a*為紅/綠色品，b*為黃/藍色品。在這篇應(yīng)用中，我們使用x和y，因為這兩個指標(biāo)是NIST可追溯的用來定義LED，這兩個值是可以與CIE1931關(guān)聯(lián)的，比如，y 。

圖1.CIE1931 色品圖
另外，色溫（CCT）和主波長是對比校準(zhǔn)LED的主要指標(biāo)。通過x和y的值判定不同的LED，并以此作為LED的特征輸出。更為重要的是，因為CCT定義了光顏色的表現(xiàn)性，所以對于照明應(yīng)用非常重要。

當(dāng)測量LED的顏色時，定義對于同一種顏色的LED, 測量結(jié)果在xy色坐標(biāo)中的可接受度是非常必要的。20世紀中葉， David MacAdam開發(fā)了一種對不同種顏色進行分類的方法，他定義了一個在xy坐標(biāo)內(nèi)一般人眼不能分辨色彩的橢圓餅圖。通過該色品圖可以衍生定義LED在CIE 1931顏色坐標(biāo)系里的分布，并以此將LED進行分選。MacAdam 色品圖內(nèi) xy坐標(biāo)系的標(biāo)準(zhǔn)差就可以認定為可被感知的色差。

ANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)組織）C78-377A 號文件使用四步MacAdam橢圓定義的方法作為CFL（小型熒光燈）和鹵素?zé)糁圃斓臉?biāo)準(zhǔn)。每一步代表了一片面積，該面積區(qū)域里的任何一個點都是離中心點一個標(biāo)準(zhǔn)差。

在大多數(shù)的工業(yè)應(yīng)用中，LED制造商（3）定義了七步MacAdam橢圓作為一個常用的用來定義可接受范圍的標(biāo)準(zhǔn)。如圖二所示，LED的分選也是基于MacAdam七步橢圓的方法。

為了對同色LED進行分選，該圖經(jīng)常被用來作為相近顏色色差計算的指導(dǎo)工具。雖然在這篇文章中只使用了一個LED進行測試，但是我們?nèi)匀荒茴A(yù)測此次分選的結(jié)果與測量過程使用的不同步驟之間的差異。

圖二 .如何使用七步MacAdam 橢圓來定義LED在CIE 1931 色品圖中的分割區(qū)域（3）。
顏色測量步驟

輻射顏色測量可以通過以下幾步完成:
確定實驗設(shè)置
用校準(zhǔn)光源對于實驗設(shè)置進行輻射校準(zhǔn)
LED的顏色測量
在測量過程中，使用積分球加一根400µm 光纖連接到光譜儀上，整個配置使用校準(zhǔn)鹵素光源（HY-TSL00）來進行輻射校準(zhǔn)。
因為顏色沒有值，所以它不是一個容易被量化的概念。光譜技術(shù)的使能用讓用戶更客觀地定義顏色，輝因科技的光譜儀，光源，配件以及軟件能對輻射顏色進行的測量。