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屏幕亮度测试案例

1.辐射量

1.辐射能Qe:同其他电磁辐射一样,可见光辐射也是一种能量传播形式。以电磁辐射形式发射、传输或接收的能量乘坐辐射能,通常用字符Qe表示。度量辐射能的单位为焦耳(J)。

2.辐通量Φe:单位时间内发射、传输或接收的辐射能称为辐通量,通常用字符Φe表示。若在dt时间内发射、传输或接收的辐射能为dQe,相应的辐通量Φe

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3.辐射出射度Me:辐射源单位发射面积发出的辐通量,定义为辐射源的辐出度,以Me表示。假定辐射源的微面积dA发出的辐通量为dΦe,则辐出度Me

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   辐出度单位为瓦每平方米(W/m²

4.辐照度Ee:辐射照射面单位受照面积上接受的辐通量,定义为受照面的辐照度,假定受照面的微面积dA上接受的辐通量为dΦe,则辐照度Ee

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辐照度单位为瓦每平方米(W/m²)。

 

5.辐亮度Le:表征具有有限尺寸辐射源辐通量的空间分布。元面积为dA的辐射面,在和表面法线N和θ角方向,在元立体角dΩ内发出的辐通量为dΦe,则辐亮度Le

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根据定义可以认为,元面积dA在θ方向的辐亮度Le就是该辐射面在垂直于θ方向的平面上的单位投影面积在单位立体角发出的辐通量。辐亮度的单位名称为瓦每球面度平方米[W/(sr·m²)]

6.辐射强度Ie:点辐射源向各个方向发出辐射,在某一方向,在元立体角dΩ内发出的辐通量为dΦe,则辐强度Ie

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2.光学量

①光通量Φv:标度可见光对人眼的视觉刺激程度的量为光通量,通常以字符Φv表示。光通量的单位为流明(lm)。

②光出射度Mv:光源单位发光面积发出的光通量,定义为光源的光出射度,以字符Mv表示。假定光源的微发光面积dA发出的光通量为dΦv,则光出射度Mv可表示为

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光出射度的单位为流明每平方米(lm/)。

③光照度Ev:单位受照面积接收的光通量,定义为光照面的光照度,通常以字符Ev表示,假定光照面微面积dA上接受的光通量为dΦv,则该微面上的光照度Ev可用下式表示

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光照度的单位名称是勒克斯(lx)。1 lx=1 lm/m²

④发光强度Iv:点光源向各方向发出可见光,在某一方向,在元立体角dΩ内发出的光通量为dΦv,则点光源在该方向上的发光强度Iv

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  点光源的发光强度等于点光源在单位立体角内发出的光通量。发光强度的单位为坎德拉(cd)。
⑤光亮度Lv:为了描述具有有限尺寸的发光体发出的可见光在空间分布的情况,采取了光亮度Lv的光学量。发光面的元面积dA,在和发光表面法线N成θ角的方向,在元立体角

dΩ内发出的光通量为dΦv,则光亮度Lv

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表明,元发光面dA在θ方向的光亮度Lv等于元面积dA在θ方向的发光强度Iv与该面元面积在垂直于该方向平面上的投影cosθdA之比。单位为坎德拉每平方米(cd/m²

3.实验

3.1实验目的

测量手机屏幕在低、中、高亮度下的亮度值nit、色坐标及其稳定性。

3.2实验仪器列表

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3.3实验内容

1、在低亮度模式下验证在不同积分时间下,光谱仪最佳采样时间

2、在低、中、高亮度下测量手机屏幕(W,R,G,B)亮度光亮度、色坐标及稳定性

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手机屏幕辐射测量实验光路设计如下图所示:

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屏幕测量光路示意图

按上图示意图搭建光路,在暗室的条件下,按实验内容1测量手机最低亮度下的亮度值,以不同积分时间为不同组进行测量。实验过程中每隔5分钟保存一次数据以验证系统的稳定性,保存原始数据并绘制亮度曲线,评估最佳光谱仪最佳采样时间测试图片如下图所示

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实验测量过程图

3.4实验结果

实验测量均在距离手机2cm,最低亮度下进行测量,每隔5分钟保存一次数据,测量数据曲线图如下:

2600ms积分时间下亮度测量结果:

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每组数据的亮度值如下表:

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软件截图:

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650ms积分时间下亮度测量结果:

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每组数据的亮度值如下表:

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软件截图:

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325ms积分时间下亮度测量结果:

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每组数据的亮度值如下表:

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软件截图:

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200ms积分时间下亮度测量结果:

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每组数据的亮度值如下表:

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软件截图:

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110ms积分时间下亮度测量结果:

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每组数据的亮度值如下表

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软件截图:

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4.结论

通过以上5组采样积分时间的测试结果数据,不同积分时间下的亮度值与标准值差别不大,但稳定性有所差异,从数据结果判断建议采用200ms积分时间



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