辉因科技LED颜色测量

辐射颜色测量是光谱仪的一个重要应用。LED生产商利用颜色测量对LED进行分选（分选的标准：功能好差、颜色亮度标准等等），来保证产品的一致性和质量稳定性。屏幕显示生产商使用辐射测量对屏幕的显色进行校准，判定其是否在标准范围。LED的辐射测量在园艺方面（1）也具有很大用处，因为LED也是植物研究和温室光源的主要部分；另外在生物医药应用方面，比如与NASA合作的项目，使用LED激发细胞生长（2）。在这篇应用文章中，我们使用国家计量局校准过的辉因科技光纤光谱仪（HY-UVA6000）对比辐射测量同一个白炽LED。HY-UVA6000作为新一代高热稳定性、低台间差的光谱仪，还配备可更换狭缝、简单仪器连接件等等。

颜色测量颜色定义其实相对比较主观的，人眼对颜色的感知和获取是再平常不过但却是不可复制的。二十世纪，人类开发了很多方法对颜色进行定义。现在经常使用的CIE XYZ 1931坐标系统，使用X和Z指认为色品，Y作为亮度（强度）。图1.就展示了CIE 1931 X和Y颜色空间。CIE L*a*b*也是常见的定义方式，L*指认为亮度（强度 ），a*为红/绿色品，b*为黄/蓝色品。在这篇应用中，我们使用x和y，因为这两个指标是NIST可追溯的用来定义LED，这两个值是可以与CIE1931关联的，比如，y 。

图1.CIE1931 色品图

另外，色温（CCT）和主波长是对比校准LED的主要指标。通过x和y的值判定不同的LED，并以此作为LED的特征输出。更为重要的是，因为CCT定义了光颜色的表现性，所以对于照明应用非常重要。当测量LED的颜色时，定义对于同一种颜色的LED, 测量结果在xy色坐标中的可接受度是非常必要的。20世纪中叶， David MacAdam开发了一种对不同种颜色进行分类的方法，他定义了一个在xy坐标内一般人肉眼不能分辨色彩的椭圆饼图。通过该色品图可以衍生定义LED在CIE 1931颜色坐标系里的分布，并以此将LED进行分选。MacAdam 色品图内 xy坐标系的标准差就可以认定为可被感知的色差。ANSI（美国国家标准组织）C78-377A 号文件使用四步MacAdam椭圆定义的方法作为CFL（小型荧光灯）和卤素灯制造的标准。每一步代表了一片面积，该面积区域里的任何一个点都是离中心点一个标准差。在大多数的工业应用中，LED制造商（3）定义了七步MacAdam椭圆作为一个常用的用来定义可接受范围的标准。如图二所示，LED的分选也是基于MacAdam七步椭圆的方法。为了对同色LED进行分选，该图经常被用来作为相近颜色色差计算的指导工具。虽然在这篇文章中只使用了一个LED进行测试，但是我们仍然能预测此次分选的结果与测量过程使用的不同步骤之间的差异。

图二 .如何使用七步MacAdam 椭圆来定义LED在CIE 1931 色品图中的分割区域（3）。

颜色测量步骤辐射颜色测量可以通过以下几步完成:

确定实验设置

用校准光源对于实验设置进行辐射校准

LED的颜色测量

在测量过程中，使用积分球加一根400µm 光纤连接到光谱仪上，整个配置使用校准卤素光源（HY-TSL00）来进行辐射校准。

因为颜色没有值，所以它不是一个容易被量化的概念。光谱技术的使能用让用户更客观地定义颜色，辉因科技的光谱仪，光源，配件以及软件能对辐射颜色进行的测量。