LED的成功应用案例——LED全彩显示屏[3]

　　3.3对LED显示屏颜色重现的测量与评定

　　对LED显示屏颜色的评定内容包括确定LED显示屏白场色度坐标及宽容范围和对三基色主波长的测量与评定。应包括对显示屏色域覆盖率的测量与评定。对LED显示屏颜色的评定的方法应包括用仪器的客观色度测量与相应的评定。这是确定优秀彩色重现LED显示屏的重要依据。

　　应科学准确表达LED屏幕色度，应该指出色温是很狭窄、很局限的概念，它仅能表达热辐射光源如白炽灯的色表。不应当用色温来描述非热辐射光源如荧光灯、高压钠灯和LED的色表，因为它们的光谱功率分布与黑体辐射相差很大，色度坐标并不落在黑体轨迹上，相关色温只能粗糙地表达气体放电光源的颜色。实验结果证明等色温线上各点并不等色，用色温一维数据无法在色域图平面上确切表明其相应位置，应该用色度坐标两维数据确切表达其在色域图中的位置。在必须使用色温一词时，应同时注明与普朗克轨迹的距离。

　　4.应选择适用于LED屏幕发光特性的彩色亮度计测试和调试屏幕色度，这是取得正确合理的白场色度宽容范围和提高LED屏幕颜色质量的前提与关键。

　　著名数学家王梓坤在科学发现纵横谈一书中指出：“科学研究需要多种才能，制造仪器之才，观察实验之才，抽象思维之才等”王梓坤是一位数学家，数学是推理性的科学，但他也把制造仪器之才列为首位，可见科学仪器在人类全部科学实践中的重要作用。使用科学仪器是人类走向现代文明的先锋与基石。从事夜景照明和LED应用与研究的科学工作者虽不一定要有制造仪器的才能，但一定要有在自己的领域里根据不同场合正确选择和积极使用仪器的能力。

　　4.1根据LED显示屏的特点选择合适的测量仪器及制定测量方法

　　所有的评定和客观测量均应在实现空间混色效应的距离下进行，在测量显示屏白场色度坐标中光探头采集范围不得小于16个相邻像素。由于各种显示屏的物理点间距与物理密度不同，因此应使用视场立体角可调的亮度计和彩色亮度计，并应含有3°或2°等大视场角，其工作范围应达到几千尼特以上。

　　LED屏幕像素物理点的间距远大于彩色显象管CRT和液晶电视LCD、等离子电视PDP，而单位面像素的物理密度又远小于上述三者。因此在远距离才能产生空间混色效应。

　　4.2由于各种LED显示屏物理点间距不同，因此最好使用视场立体角可调的彩色亮度计，以适应多种场合的需要。

　　为了保证有足够大的测量面积，消除测量误差，应使用可调视场立体角的彩色亮度计。在同样距离下，不同的视场立体角有不同的测试面积，可以满足不同种类显示屏的技术要求，下表列出了0.1°、0.2°、1°、2°、视场角下测量直径随被测距离的关系，

　　含有2°及以上大视场角的彩色亮度计在同样的测试距离下有较大的测试面积，有助于消除取样中的不均匀性。中国计量出版社“光度测量技术及仪器”一书中指出“准确度较高的亮度计带有目镜标准系统，视场立体角可换等功能”，相比之下目前显示屏行业常用的美儂达的CS-100及PR-650和BM-7等一些亮度计，不具有视场立体角可换的功能，仅有1°视场立体角，容易带来不必要的取样和测量误差。

　　4.3彩色亮度计的光谱响应

　　彩色亮度计是LED显示屏色度测量中最重要的测色仪器,彩色亮度计滤色片与光电倍增管组合后的探测器应尽量精确地符合光谱三刺激值曲线X(λ)、Y(λ)、和Z(λ)。X(λ)在短波段和长波段有两个波峰X1(λ)、X2(λ)。

　　国家电视质量检验中心安永成等编著的“彩色电视机性能测量原理与方法”一书中指出：“三个滤光片的仪器，与上图的光谱三刺激值相比，它没有办法模拟X1(λ)的作用，给测量带来了一定的误差;而美国生产的1980A、1980B等彩色亮度计由四组滤光片分别模拟上图中的X1(λ)、X2(λ)，Y(λ)、和Z(λ)的响应曲线。”

　　目前LED显示屏行业使用的仪器如CS-100和BM-7等，在光谱响应上只有三部分，无法良好模拟X1(λ)的作用，也不具备校准功能，给测量带来无法克服的误差。测量仪器的任务是准确测量和计算出X1、X2、Y、Z四个分量即可。我们均可通过简单的数学变换来计算出x、y,u、v,u’、v’等。反之，如果一台仪器不能准确测量和计算出X1、X2、Y、Z四个分量，相反却有计算u’、v’等功能，照样会带来可观的误差。

　　选用适宜的彩色亮度计，准确测量LED显示屏的三基色度值X、Y、Z及色度坐标x、y是确定LED显示屏白场色度坐标及宽容范围的关键。在测量出基色的色度坐标后经过计算，查表读出基色主波长。

　　按下列公式可求得1980A适宜色修正系数

　　其中：是中国计量科学研究院测量该光源的色度坐标,是1980A测量光源的四组输出数据。可给出白、红、绿、兰场相应的色修正系数。