LED顏色測量

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

在這篇應用文章中，我們使用國家計量局校準過(guò)的輝因科技光纖光譜儀（HY-UVA6000）對比輻射測量同一個(gè)白熾LED。HY-UVA6000作為新一代高熱穩定性、低臺間差的光譜儀，還配備可更換狹縫、簡(jiǎn)單儀器連接件等等。
顏色測量

顏色定義其實(shí)相對比較主觀(guān)的，人眼對顏色的感知和獲取是再平常不過(guò)但卻是不可復制的。二十世紀，人類(lèi)開(kāi)發(fā)了很多方法對顏色進(jìn)行定義?，F在經(jīng)常使用的CIE XYZ 1931坐標系統，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(jiàn)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。在這篇應用中，我們使用x和y，因為這兩個(gè)指標是NIST可追溯的用來(lái)定義LED，這兩個(gè)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(cháng)是對比校準LED的主要指標。通過(guò)x和y的值判定不同的LED，并以此作為L(cháng)ED的特征輸出。更為重要的是，因為CCT定義了光顏色的表現性，所以對于照明應用非常重要。

當測量LED的顏色時(shí)，定義對于同一種顏色的LED, 測量結果在xy色坐標中的可接受度是非常必要的。20世紀中葉， David MacAdam開(kāi)發(fā)了一種對不同種顏色進(jìn)行分類(lèi)的方法，他定義了一個(gè)在xy坐標內一般人肉眼不能分辨色彩的橢圓餅圖。通過(guò)該色品圖可以衍生定義LED在CIE 1931顏色坐標系里的分布，并以此將LED進(jìn)行分選。MacAdam 色品圖內 xy坐標系的標準差就可以認定為可被感知的色差。

ANSI（美國國家標準組織）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）和鹵素燈制造的標準。每一步代表了一片面積，該面積區域里的任何一個(gè)點(diǎn)都是離中心點(diǎn)一個(gè)標準差。

在大多數的工業(yè)應用中，LED制造商（3）定義了七步MacAdam橢圓作為一個(gè)常用的用來(lái)定義可接受范圍的標準。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(jìn)行分選，該圖經(jīng)常被用來(lái)作為相近顏色色差計算的指導工具。雖然在這篇文章中只使用了一個(gè)LED進(jìn)行測試，但是我們仍然能預測此次分選的結果與測量過(guò)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(lái)定義LED在CIE 1931 色品圖中的分割區域（3）。
顏色測量步驟

絕對輻射顏色測量可以通過(guò)以下幾步完成:
確定實(shí)驗設置
用校準光源對于實(shí)驗設置進(jìn)行絕對輻射校準
LED的顏色測量
在測量過(guò)程中，使用積分球加一根400μm 光纖連接到光譜儀上，整個(gè)配置使用校準鹵素光源（HY-TSL00）來(lái)進(jìn)行絕對輻射校準。
因為顏色沒(méi)有絕對值，所以它不是一個(gè)容易被量化的概念。光譜技術(shù)的使能用讓用戶(hù)更客觀(guān)地定義顏色，輝因科技的光譜儀，光源，配件以及軟件能對絕對輻射顏色進(jìn)行精確的測量。