色度計與光譜儀（光譜輻照度計）的相同點與差異是什么喜庞？

正文

在顯示行業(yè)，目前最火的當(dāng)屬OLED與LCD的霸主之爭惹骂，由于OLED在光學(xué)上的諸多優(yōu)勢苏携，其被認(rèn)為是顯示屏的次世代技術(shù)，后續(xù)會逐漸取代LCD稱為顯示屏的主流对粪，OLED在光學(xué)上的優(yōu)勢表現(xiàn)為：色域更高兜叨，顏色更鮮艷穿扳；視角更好，大視角無明顯色偏国旷；響應(yīng)時間更快，觀看動態(tài)畫面無拖尾現(xiàn)象;自發(fā)光茫死，暗態(tài)更暗跪但，無漏光，理論上可以做到0峦萎，對比度會更高等屡久。以上光學(xué)參數(shù)研發(fā)部門需要使用光學(xué)儀器進(jìn)行測量以及調(diào)節(jié)，模組廠出貨前也會進(jìn)行抽檢爱榔，以便進(jìn)行品質(zhì)監(jiān)控被环，同樣客戶也會抽查確保產(chǎn)品光學(xué)達(dá)標(biāo)，光學(xué)測量檢測是顯示行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分详幽。對于單個點的光學(xué)測量檢測基本上會使用兩類光學(xué)儀器筛欢，即色度計與光譜儀（光譜輻照度計），本文重點介紹下這兩種儀器的功能原理的相同點及差異唇聘。

 

一．相同點

 

無論是色度計還是光譜儀（光譜輻照度計）版姑，它們都可以測量顯示屏的三刺激值XYZ，其中Y是亮度迟郎，然后根據(jù)公式x=X/(X+Y+Z)剥险，y=Y/(X+Y+Z)算出色度x,y宪肖，從而可以得出顯示屏顯示顏色在CIE1931 色品圖上的坐標(biāo)表制。

 

有了Yxy數(shù)值以后，同樣可以通過公式得到在其它CIE光學(xué)系統(tǒng)中的數(shù)值控乾，例如L a*b*,Lu*v*等么介。

 

同樣的道理，知道Yxy以后還可以計算出此顏色的主波長阱持，色純度夭拌，相關(guān)色溫等。

 

簡單地總結(jié)下色度計和光譜儀（光譜輻照度計）的相同點在于都可以測量顯示屏的亮度衷咽，色度鸽扁，然后以此計算出其它的參數(shù)，例如主波長镶骗，相關(guān)色溫桶现，色純度等，當(dāng)然鼎姊，根據(jù)亮度色度還可以進(jìn)一步計算出穿透率骡和，對比度相赁，視角色偏等等。

 

二．不同點

 

1.首先介紹下光譜儀（光譜輻照度計）的功能原理：顧名思義慰于，光譜儀自然是能夠測量光譜的儀器钮科，這也是它和色度計最大的區(qū)別，色度計是無法測量光譜的婆赠。我們知道光是一種電磁波绵脯，想要詳細(xì)了解光的特性，就需要知道其光譜休里，光是由不同強(qiáng)度不同波長的電磁波組成的蛆挫，平時用的最多的光譜儀一般有三個波段，按照波長從小到大依次是紫外線妙黍，可見光悴侵，紅外線，其中對顯示屏來說拭嫁，我們主要關(guān)注其在可見光范圍（380nm-780nm）的光譜可免。

 

光譜儀（光譜輻照度計）的基本原理是：利用光柵將一個混合光分解成不同波長的光，而不同波長的光會被不同的探測器測量出其強(qiáng)度噩凹，從而得到被測量光的光譜巴元。

 

得到光的光譜以后，我們就可以根據(jù)光譜得到亮度驮宴，色度逮刨，峰值波長，顯色指數(shù)（CRI）等堵泽，其實有了光譜修己，就可以得到此刻光的一切參數(shù)，光譜才是王道迎罗！如下圖是一些常見光源的光譜：

 

那么如何根據(jù)光譜得到光的亮度色度睬愤？根據(jù)CIE1931XYZ系統(tǒng)計算三刺激值的公式：三刺激值可以由光譜乘以CIE1931標(biāo)準(zhǔn)觀察者特性曲線積分得到。對于顯示屏等發(fā)光體來說纹安，光譜可以直接使用尤辱，對于反射光來說，其光譜等于光源光譜乘以物體的反射特性光譜厢岂。光譜是一個絕對的物理量光督，而亮度，色度是人主觀感知的物理量塔粒，和人的生理特性有關(guān)结借，這里面涉及到人眼中三種感光細(xì)胞對不同波長光的敏感特性曲線，科學(xué)家經(jīng)過實驗得出了人類平均的三種感光細(xì)胞對不同波長的敏感特性曲線卒茬，即CIE1931標(biāo)準(zhǔn)觀察者特性曲線船老。

 

光譜儀（光譜輻照度計）需要把光分解為不同波長的光咖熟，然后分別測量其強(qiáng)度，這就導(dǎo)致其測量速度相對較慢馍管，對于需要大量數(shù)據(jù)進(jìn)行計算的參數(shù)，例如薪韩，LCD屏幕的flicker及液晶響應(yīng)時間咽斧，這兩個參數(shù)行業(yè)內(nèi)一般使用色度計進(jìn)行測量。

 

2.下面重點介紹下色度計的原理功能躬存，和光譜儀（光譜輻照度計）相比，色度計沒有光柵舀锨，它無法分光岭洲，也無法測量出光的光譜，但是色度計有特殊的濾鏡坎匿，即XYZ filter盾剩，來模擬CIE1931標(biāo)準(zhǔn)觀察者特性曲線，光經(jīng)過filter以后才被探測器探測到替蔬，之后經(jīng)過一些特殊電路進(jìn)行ADC轉(zhuǎn)變告私，最后得到的是整體光的積分值，類似于上述CIE1931XYZ系統(tǒng)計算三刺激值的計算方法承桥，只不過其是通過物理硬件完成的驻粟。

 

由于無需分光，色度計測量速度非承滓欤快蜀撑，不過目前世界上最好的XYZ filter與CIE1931標(biāo)準(zhǔn)觀察者特性曲線依然有大約2%的差異，故使用色度計測量到的亮度色度會出現(xiàn)不同程度的誤差剩彬，而誤差大小由色度計本身以及被測量屏的光譜特性決定酷麦，為了得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，針對不同批次屏幕喉恋，需要對色度計進(jìn)行矯正沃饶，并把不同批次的矯正數(shù)據(jù)保存在不同的矯正通道中。一般使用光譜儀（光譜輻照度計）測量得到的數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)轻黑，經(jīng)過校正后糊肤，色度計和光譜儀（光譜輻照度計）測量的數(shù)據(jù)就基本一致，同時保持了較快測量速度的優(yōu)勢苔悦，而光譜儀只是在出廠前使用標(biāo)準(zhǔn)光源進(jìn)行矯正轩褐，出廠后針對不同的樣品，無需進(jìn)行矯正玖详，測量值即為標(biāo)準(zhǔn)值把介。

 

由于色度計的測量速度很快勤讽，其可以在短時間內(nèi)測出大量的數(shù)據(jù)，可以看出亮度隨著時間的變化拗踢，而測量屏幕的一些特殊的畫面脚牍，根據(jù)在一段時間內(nèi)的亮度變化即可以算出屏幕的flicker和液晶響應(yīng)時間，這是色度計相對光譜儀（光譜輻照度計）來說比較獨特的功能巢墅。

 

三．總結(jié)

 

1.色度計和光譜儀（光譜輻照度計）都測量亮度诸狭，色度以及由此可以計算得到色溫，主波長君纫，色純度等驯遇。

 

2.色度計測量速度快蓄髓，可以測量flicker和液晶響應(yīng)時間叉庐，光譜儀（光譜輻照度計）不行，而光譜儀可以測量光譜以及由此計算出顯色指數(shù)会喝，峰值波長等陡叠，色度計不行。

 

3.光譜儀（光譜輻照度計）出廠后無需矯正肢执，而色度計針對不同批次的屏幕需要矯正才能得到準(zhǔn)確的值枉阵。光譜儀速度較慢，測量更準(zhǔn)確且昂貴些预茄，高行肆铮科研機(jī)構(gòu)和公司研發(fā)部門應(yīng)用多一些，而色度計速度較快反璃，相對便宜昵慌，工廠產(chǎn)線應(yīng)用較多些。