LED顔色測量

輻射顔色測量是光譜儀的一個重要應用。LED生産商利用顔色測量對LED進行分選（分選的标準：功能好差、顔色亮度标準等等），來保證産品的一緻性和質量穩定性。屏幕顯示生産商使用輻射測量對屏幕的顯色進行校準，判定其是否在标準範圍。LED的輻射測量在園藝方面（1）也具有很大用處，因為LED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激發細胞生長（2）。

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

顔色定義其實相對比較主觀的，人眼對顔色的感知和獲取是再平常不過但卻是不可複制的。二十世紀，人類開發了很多方法對顔色進行定義。現在經常使用的CIE XYZ 1931坐标系統，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顔色空間。

CIE L*a*b*也是常見的定義方式，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，因為這兩個指标是NIST可追溯的用來定義LED，這兩個值是可以與CIE1931關聯的，比如，y 。

圖1.CIE1931 色品圖
另外，色溫（CCT）和主波長是對比校準LED的主要指标。通過x和y的值判定不同的LED，并以此作為LED的特征輸出。更為重要的是，因為CCT定義了光顔色的表現性，所以對于照明應用非常重要。

當測量LED的顔色時，定義對于同一種顔色的LED, 測量結果在xy色坐标中的可接受度是非常必要的。20世紀中葉， David MacAdam開發了一種對不同種顔色進行分類的方法，他定義了一個在xy坐标内一般人肉眼不能分辨色彩的橢圓餅圖。通過該色品圖可以衍生定義LED在CIE 1931顔色坐标系裡的分布，并以此将LED進行分選。MacAdam 色品圖内 xy坐标系的标準差就可以認定為可被感知的色差。

ANSI（美國國家标準組織）C78-377A 号文件使用四步MacAdam橢圓定義的方法作為CFL（小型熒光燈）和鹵素燈制造的标準。每一步代表了一片面積，該面積區域裡的任何一個點都是離中心點一個标準差。

在大多數的工業應用中，LED制造商（3）定義了七步MacAdam橢圓作為一個常用的用來定義可接受範圍的标準。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進行分選，該圖經常被用來作為相近顔色色差計算的指導工具。雖然在這篇文章中隻使用了一個LED進行測試，但是我們仍然能預測此次分選的結果與測量過程使用的不同步驟之間的差異。

圖二 .如何使用七步MacAdam 橢圓來定義LED在CIE 1931 色品圖中的分割區域（3）。
顔色測量步驟

絕對輻射顔色測量可以通過以下幾步完成:
确定實驗設置
用校準光源對于實驗設置進行絕對輻射校準
LED的顔色測量
在測量過程中，使用積分球加一根400µm 光纖連接到光譜儀上，整個配置使用校準鹵素光源（HY-TSL00）來進行絕對輻射校準。
因為顔色沒有絕對值，所以它不是一個容易被量化的概念。光譜技術的使能用讓用戶更客觀地定義顔色，輝因科技的光譜儀，光源，配件以及軟件能對絕對輻射顔色進行精确的測量。