光源与灯具光色空间分布的高精度测量方法[3]

　　如图1所示，GO-R3000 2M2D分布光度计的第一基座上有两个自由度的旋转，一是转臂带动转臂上的旋转反光镜和光学接收器绕分布光度计的主轴（γ轴）旋转，一是安装被测光源或灯具绕垂直于主轴的自转轴（C轴）旋转，第二基座上设置面对第一基座的固定反光镜。GO-R3000可以实现近场和远场两种测量距离，近场测量为光学接收器面对被测光源或灯具，直接接收来自被测光束，实现小光源的测量，这也是光源或灯具总光通量测量最精确的方法；远场测量为来自被测光源或灯具的光束依次被旋转反光镜和固定反光镜反射后到达光学接收器，实现大尺寸光源或灯具的测量。光学接收器是指光谱辐射计的采样端口或者光度探头，两种测量距离的可以由两个不同的光学接收器实现，也可以由同一个光学接收器通过调整姿态实现。

　　GO-R3000 2M2D分布光度计采用了专利光学和机械设计，原理上克服了以往分布光度计中存在的缺陷，具有独特优势：被测光源或灯具在测量过程中保持最佳的稳定状态；反光镜、光学接收装置始终保持绝对的天然同步；两反光镜折返光路，节约空间；两种测量距离实现极宽动态测量范围杂散光小；测量速度快，角度　精度高等。

　　HAAS-2000高精度快速光谱辐射计也是远方公司研制的高端快速光谱辐射计，应用了专利设计的带通色轮校正技术和分光-积分相结合的技术，并采用高精度凹面衍射光栅和科学级背射式CCD，整个仪器在各方面的性能指标都达到了世界领先水平，可以实现毫秒级的测量速度，0.3%的光度线性，0.01mcd的灵敏度，0.0015x,y 的色坐标精度和1.0×10^-4的杂散光控制水平，完全满足空间光谱辐射计的测量需要。

　　3. 测量方法

　　测量须在标准的测光暗室中进行，测量条件符合CIE 121-1996的规定，通过分布光谱辐射计的转台在两个自由度方向上的旋转，在近场或远场条件下使用高精度快速光谱辐射计测量LED光源或灯具在各个方向上光度和相对光谱功率分布。

　　根据某一方向上的光谱辐射功率P(λ)，计算光源或灯具在该方向上的照度为 ，按普通分布光度计的数据处理方法得到被测光源或灯具的空间光强分布和其它相应的结果。

　　由光谱辐射功率P(λ)计算色度参数，根据CIE 1931 , , 三刺激值曲线计算刺激值响应为：

　　计算CIE1931坐标系和1976均匀坐标系的色品坐标分别为：

　　其它色参数也可以由光谱功率分布导出，不再赘述。

　　4. 平均颜色不均匀度和最大颜色不均匀度

　　使用分布光谱辐射计可以得到光源或灯具的最为全面的光色性能参数，但相应的数据处理和利用极具挑战性。设空间测量的C平面间隔为5°，角度步长g为1°，光谱分布曲线测量采样间隔为5nm，那么每次完整的空间光色性能测量至少会产生2,073,600个数据，即使各个角度上测得的光谱功率分布转化为颜色参数后，整个空间颜色分布和光强分布的数据量仍然很大，并且不方便对光源或灯具评价与交流。

　　为此提出两项参数来方便直观地表征光源或灯具的颜色分布不均匀性，即平均颜色不均匀度(ACN)和最大颜色不均匀度(MCN)。平均颜色的不均匀度是指光源或灯具全部光混合后的平均颜色与参考轴(g=0°)方向发光颜色的色品容差。最大颜色的不均匀性是指光源或灯具在全部半峰光束角内的任意方向的发光颜色与参考轴方向发光颜色的色品容差的最大值。平均颜色的色度参数是通过数值加权求和或积分的方式计算出来的，计算公式如下：

     其中，ci 是在某个扫描位置上的色度参数，ωi是相应的加权因子， W 是空间立体角。