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光的测量,尤其是光谱的测量,在LED时代变得特别重要。不管是厂家研发人员、还是技术和销售人员,或是设计师、业主,测量和了解灯具的光谱构成,已经是一件必须做的事情。这一系列文章,我们就来说说光和颜色那些事儿。
图:全球第一款智能手持光谱仪照明护照lighting passport旗舰版,可输入“照明护照”或“zmhz”查阅相关介绍。
3 测量仪器
3.3 三刺激测色计
使用三片光谱敏感度吻合CIE三刺激值配色函数曲线的滤光片,用以测量光源色彩的仪器,称为三刺激测色仪,也叫三滤光片测色仪。除了色度测量外,这些仪器通常还包括四种光度测量中的一种,如亮度值,照度值,光强或者是光通量测量。
这些仪器的传感器为高质量的光电二极管,并覆有高敏感度的滤光片。传感器将入射光线转换为电信号,直接产生标准的XYZ三刺激值。
然而,测色仪的传感器精度与CIE曲线的吻合度总是有限的,一些小的误差偏离肯定会存在于测量仪器的敏感度曲线上。在测量一些整个可见光谱段放射连续能量的光源时,这些小的误差可以被忽略掉。但是,如果光谱的谱线比较特殊或带宽非常窄,那么测量就可能出现较大误差。因此,三滤光片测色仪通常不适用于测量谱线特殊的光源,如高压放电灯(参考图3.2.3.5a),或是谱线带宽非常狭窄的光源,如LED(参考图3.2.3.5b)。
图:特殊谱线的光谱能量分布以及Spectral energy distribution of a narrow-band emitter
图:由CIE标准曲线和仪器光谱敏感度之间的偏差而产生的测量误差
图:三刺激测量法和分光型测量法比较图
3.4 分光辐射亮度计
分光辐射亮度计是测量光源光谱能量分布的最理想仪器,不仅能测量辐射度值或光度值,还可以测量色度值。
这种仪器测量光源的辐射光谱,并计算得到所需的参数,例如色度或亮度。无论是使用光栅分光,还是用棱镜分光,仪器测得的光源数据都是一致的。
CIE Vλ曲线和CIE配色函数曲线是以数据形式存储在仪器中,并用来处理从待测光源处测量到的光谱能量分布数据。因此,相比于光度计和三刺激测色计,由于传感器敏感度匹配不好而引起的测量误差,分光辐射亮度计都不存在。无论如何,足够的敏感度,高线性,低杂光影响,低偏振光干扰,5nm甚至更窄半波宽的应用,是得到高精度数据的基本要求。
无热能辐射体,例如高压放电灯(其光谱能量分布非连续),或者是能量分布带宽非常狭窄的一些物体,都只能使用分光辐射亮度计测量。
当然,与三刺激测色计相比,分光辐射亮度计也有一些不足,如测量速度较慢,价格和携带性等问题。
3.5 综述
对光源待测物理量的理解,以及测量这些物理量所需要的测量条件和方法的理解,将会确保我们在特定的测量应用中,使用正确的辐射度计或光度计。
此份资料并未涵盖全部,只是简单涉及到了一些使用者应该知道的光源测量概念和方法,内容基本基于供应商和客户经常讨论到的一些项目。
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作者:minolta
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