萊森光學(xué):屏幕亮度測試案例
1.輻射量
1.輻射能Qe:同其他電磁輻射一樣,可見光輻射也是一種能量傳播形式。以電磁輻射形式發(fā)射、傳輸或接收的能量乘坐輻射能,通常用字符Qe表示。度量輻射能的單位為焦耳(J)。
2.輻通量Φe:單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射、傳輸或接收的輻射能稱為輻通量,通常用字符Φe表示。若在dt時(shí)間內(nèi)發(fā)射、傳輸或接收的輻射能為dQe,相應(yīng)的輻通量Φe為
3.輻射出射度Me:輻射源單位發(fā)射面積發(fā)出的輻通量,定義為輻射源的輻出度,以Me表示。假定輻射源的微面積dA發(fā)出的輻通量為dΦe,則輻出度Me為
輻出度單位為瓦每平方米(W/m2)
4.輻照度Ee:輻射照射面單位受照面積上接受的輻通量,定義為受照面的輻照度,假定受照面的微面積dA上接受的輻通量為dΦe,則輻照度Ee為
輻照度單位為瓦每平方米(W/m2)。
5.

輻亮度Le:表征具有有限尺寸輻射源輻通量的空間分布。元面積為dA的輻射面,在和表面法線N和θ角方向,在元立體角dΩ內(nèi)發(fā)出的輻通量為dΦe,則輻亮度Le為
根據(jù)定義可以認(rèn)為,元面積dA在θ方向的輻亮度Le就是該輻射面在垂直于θ方向的平面上的單位投影面積在單位立體角發(fā)出的輻通量。輻亮度的單位名稱為瓦每球面度平方米[W/(sr·m2)]。
6.輻射強(qiáng)度Ie:點(diǎn)輻射源向各個(gè)方向發(fā)出輻射,在某一方向,在元立體角dΩ內(nèi)發(fā)出的輻通量為dΦe,則輻強(qiáng)度Ie為
2.光學(xué)量
①光通量Φv:標(biāo)度可見光對人眼的視覺刺激程度的量為光通量,通常以字符Φv表示。光通量的單位為流明(lm)。
②光出射度Mv:光源單位發(fā)光面積發(fā)出的光通量,定義為光源的光出射度,以字符Mv表示。假定光源的微發(fā)光面積dA發(fā)出的光通量為dΦv,則光出射度Mv可表示為
光出射度的單位為流明每平方米(lm/m2)。
③光照度Ev:單位受照面積接收的光通量,定義為光照面的光照度,通常以字符Ev表示,假定光照面微面積dA上接受的光通量為dΦv,則該微面上的光照度Ev可用下式表示
光照度的單位名稱是勒克斯(lx)。1 lx=1 lm/m2。
④發(fā)光強(qiáng)度Iv:點(diǎn)光源向各方向發(fā)出可見光,在某一方向,在元立體角dΩ內(nèi)發(fā)出的光通量為dΦv,則點(diǎn)光源在該方向上的發(fā)光強(qiáng)度Iv為
點(diǎn)光源的發(fā)光強(qiáng)度等于點(diǎn)光源在單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。發(fā)光強(qiáng)度的單位為坎德拉(cd)。
⑤光亮度Lv:為了描述具有有限尺寸的發(fā)光體發(fā)出的可見光在空間分布的情況,采取了光亮度Lv的光學(xué)量。發(fā)光面的元面積dA,在和發(fā)光表面法線N成θ角的方向,在元立體角
dΩ內(nèi)發(fā)出的光通量為dΦv,則光亮度Lv為
表明,元發(fā)光面dA在θ方向的光亮度Lv等于元面積dA在θ方向的發(fā)光強(qiáng)度Iv與該面元面積在垂直于該方向平面上的投影cosθdA之比。單位為坎德拉每平方米(cd/m2)
3.實(shí)驗(yàn)
3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
測量手機(jī)屏幕在低、中、高亮度下的亮度值nit、色坐標(biāo)及其穩(wěn)定性。
3.2實(shí)驗(yàn)儀器列表

3.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1、在低亮度模式下驗(yàn)證在不同積分時(shí)間下,光譜儀最佳采樣時(shí)間
2、在低、中、高亮度下測量手機(jī)屏幕(W,R,G,B)亮度光亮度、色坐標(biāo)及穩(wěn)定性

手機(jī)屏幕輻射測量實(shí)驗(yàn)光路設(shè)計(jì)如下圖所示:

屏幕測量光路示意圖
按上圖示意圖搭建光路,在暗室的條件下,按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1測量手機(jī)最低亮度下的亮度值,以不同積分時(shí)間為不同組進(jìn)行測量。實(shí)驗(yàn)過程中每隔5分鐘保存一次數(shù)據(jù)以驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保存原始數(shù)據(jù)并繪制亮度曲線,評估最佳光譜儀最佳采樣時(shí)間測試圖片如下圖所示

實(shí)驗(yàn)測量過程圖
3.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)測量均在距離手機(jī)2cm,最低亮度下進(jìn)行測量,每隔5分鐘保存一次數(shù)據(jù),測量數(shù)據(jù)曲線圖如下:
2600ms積分時(shí)間下亮度測量結(jié)果:

軟件截圖:

650ms積分時(shí)間下亮度測量結(jié)果:
每組數(shù)據(jù)的亮度值如下表:

軟件截圖:

325ms積分時(shí)間下亮度測量結(jié)果:
每組數(shù)據(jù)的亮度值如下表:

軟件截圖:

200ms積分時(shí)間下亮度測量結(jié)果:
每組數(shù)據(jù)的亮度值如下表:

軟件截圖:

110ms積分時(shí)間下亮度測量結(jié)果:

軟件截圖:

4.結(jié)論
通過以上5組采樣積分時(shí)間的測試結(jié)果數(shù)據(jù),不同積分時(shí)間下的亮度值與標(biāo)準(zhǔn)值差別不大,但穩(wěn)定性有所差異,從數(shù)據(jù)結(jié)果判斷建議采用200ms積分時(shí)間
推薦:
LiSpec-Mini/UV系列微型光譜儀

光源
iLight-HAL、iLight-HAL-HP、iLight-HAL-UV鹵鎢燈
iLight-DH-ADJ氚鹵組合光源
iLight-Xe 氙燈
