积分式与分光式测光测色仪器的计量校正

　　测光测色仪器专指亮度色度计，以色度学理论为基础，对光源的亮度、色度参数进行测量的仪器。由于仪器测试原理和精度的差异，造成了测量结果的差异。由于亮度色度计的通用计量标准灯大多采用光谱光灵敏度函数比较稳定的A光源作为标准灯，但A光源的光谱光灵敏度函数与常用的平板显示器(CCFL-LCD，LED-LCD，CRT)的光谱光灵敏度函数差异较大，用它作标准灯校正后的积分式仪器，测量彩色电视机的亮度、色度参数会引入较大误差，因此IEC国际标准[1]对积分式和分光式仪器的参数作了不同的规定。

　　针对目前三类不同发光原理和特点的电视机显示器(CRT，CCFL-LCD，LED-LCD)，分别使用光电积分式和分光光谱式亮度色度计进行测量，通过将测试数据和分别与CS—2000计量仪器的测试结果进行比对，得出仪器的差异值，再经过数据计算后，得到两种仪器的的亮度、色度参数误差。由于光学测量中涉及测量项目指标较多，鉴于篇幅，本文将主要研究光学测试仪对以上光源的亮度和色度坐标特性的测试及差异评定，并以LED-LCD为例，进行测量并说明问题。其他各项指标可参考该方法进行评估[2-3]。

　　1平板显示器亮度、色度测量原理

　　亮度、色度测量的方法主要有两类：积分式(或三刺激值测量法)和分光式(或光谱辐射测量法)，其工作原理比较如图1所示。三刺激值法是用精密制造的3个或4个滤色片，分别模拟出国际照明委员会(CIE)规定的三刺激值响应曲线，如图2所示，对发光体进行积分取样，见公式(1)，利用微处理器得到X，Y，Z这3个刺激值，再利用公式(2)，求出x，y值[4-5]。

　　假定已知某彩色光具有光谱功率分布Φ( λ) ，则该彩色光的3个刺激值分别为：

　　由X，Y，Z再进行归一化处理，就可以求出任意色光的色度坐标x，y，z值：

　　分光光度法是利用传感器阵列，每个传感器对应特定波长，得到光源的光谱分布函数曲线，如图3所示，再利用国际照明委员会推荐的CIE 1931-XYZ标准观察者光谱三刺激值函数xˉ(λ)，yˉ(λ)，zˉ(λ)，如图2所示，通过微处理器逐点相加，就可以得到光谱三刺激值X，Y，Z，同样利用公式(2)，就可以得到x，y，z值[2]。

　　2积分式仪器的校正

　　工业生产和质量检验系统大多采用积分式仪器，它通过依次旋转的3组或4组滤色玻璃板，使它们的光谱响应匹配成CIE所要求的标准色度观察者光谱三刺激值曲线xˉ(λ)，yˉ(λ)，zˉ(λ)，如图2所示。3组滤色玻璃的光谱响应分别对应xˉ(λ)，yˉ(λ)，zˉ(λ)，4组滤色玻璃则用两块滤色玻璃匹配出图2中xˉ(λ)的大瓣和小瓣，再对被测光源的光谱功率分布进行积分计算，分别得到对应的X，Y，Z三刺激值，按公式(2)求出色度坐标x，y，也可以转换为其他色度系统，其测试精度取决于光谱响应曲线xˉ(λ)，yˉ(λ)，zˉ(λ)与理论值曲线的重合度。