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專(zhuān)注光譜傳感和光電應(yīng)用系統(tǒng)
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1.輻射量
1.輻射能Qe：同其他電磁輻射一樣，可見(jiàn)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：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)發(fā)射、傳輸或接收的輻射能稱(chēng)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(xiàn)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(chēng)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(jiàn)光對(duì)人眼的視覺(jué)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：?jiǎn)挝皇苷彰娣e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(chēng)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(jiàn)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(jiàn)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(xiàn)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?/span>
測(cè)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
儀器/設(shè)備名稱(chēng) | 型號(hào)&序列號(hào) | 配置明細(xì) |
4°視場(chǎng)角鏡頭 | / | 光譜范圍380-1100nm,透過(guò)率＞90% |
高靈敏光譜儀 | LiSpec-HS400 | 光譜范圍200-1100nm，SMA光纖接口輸出 |
光學(xué)支架 | / | / |
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(cè)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(cè)量實(shí)驗(yàn)光路設(shè)計(jì)如下圖所示：
屏幕測(cè)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(cè)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(cè)量。實(shí)驗(yàn)過(guò)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(xiàn)，評(píng)估最佳光譜儀最佳采樣時(shí)間測(cè)試圖片如下圖所示
實(shí)驗(yàn)測(cè)量過(guò)程圖
3.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)測(cè)量均在距離手機(jī)2cm，最低亮度下進(jìn)行測(cè)量，每隔5分鐘保存一次數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)曲線(xiàn)圖如下：
2600ms積分時(shí)間下亮度測(cè)量結(jié)果：
每組數(shù)據(jù)的亮度值如下表：
測(cè)量次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
測(cè)量結(jié)果（nit） | 2.338317366 | 2.326757163 | 2.321317532 | 2.330630402 | 2.318486332 | 2.321005822 |
平均值（nit） | 2.326085769（以此值作為標(biāo)準(zhǔn)值） | |||||
穩(wěn)定性偏差（%） | 0.5258446 | 0.0288637 | 0.2049898 | 0.1953768 | 0.326705 | 0.2183904 |
穩(wěn)定性偏差平均值（%） | 0.250028371 | |||||
軟件截圖：
650ms積分時(shí)間下亮度測(cè)量結(jié)果：
每組數(shù)據(jù)的亮度值如下表：
測(cè)量次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
測(cè)量結(jié)果（nit） | 2.3195563 | 2.363581692 | 2.308743509 | 2.310263891 | 2.309052222 |
平均值（nit） | 2.322239523 | ||||
穩(wěn)定性偏差（%） | 0.2807063 | 1.6119751 | 0.7455555 | 0.6801932 | 0.7322837 |
穩(wěn)定性偏差平均值（%） | 0.8101428 | ||||
軟件截圖：
325ms積分時(shí)間下亮度測(cè)量結(jié)果：
每組數(shù)據(jù)的亮度值如下表：
測(cè)量次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
測(cè)量結(jié)果 | 2.347381356 | 2.360814051 | 2.359856661 | 2.372836627 | 2.315535822 | 2.304842019 |
平均值（nit） | 2.343544423 | |||||
穩(wěn)定性偏差（%） | 0.9155117 | 1.4929923 | 1.4518335 | 2.009851 | 0.4535494 | 0.9132832 |
穩(wěn)定性偏差平均值（%） | 1.2061702 | |||||
軟件截圖：
200ms積分時(shí)間下亮度測(cè)量結(jié)果：
每組數(shù)據(jù)的亮度值如下表：
測(cè)量次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
測(cè)量結(jié)果（nit） | 2.281903351 | 2.296458868 | 2.347822311 | 2.303092593 | 2.333174075 | 2.308789268 |
平均值（nit） | 2.311873411 | |||||
穩(wěn)定性偏差（%） | 1.899432 | 1.2736805 | 0.9344686 | 0.9884922 | 0.3047311 | 0.7435883 |
穩(wěn)定性偏差平均值（%） | 1.0240654 | |||||
軟件截圖：
110ms積分時(shí)間下亮度測(cè)量結(jié)果：
每組數(shù)據(jù)的亮度值如下表：
測(cè)量次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
測(cè)量結(jié)果（nit） | 2.318844503 | 2.281071711 | 2.242629331 | 2.299897075 | 2.335353065 |
平均值（nit） | 2.295559137 | ||||
穩(wěn)定性偏差（%） | 0.3113069 | 1.9351848 | 3.5878487 | 1.1258697 | 0.3984073 |
穩(wěn)定性偏差平均值（%） | 1.4717235 | ||||
軟件截圖：
4.結(jié)論
通過(guò)以上5組采樣積分時(shí)間的測(cè)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
