光测量基本知识
大学物理实验光学基本测量介绍课件
光学散射测量：利用光
02 的散射现象进行测量，
如激光散射仪
光学成像测量：利用光
03 的成像原理进行测量，
如显微镜、望远镜
光学光谱测量：利用光
04 的光谱特性进行测量，
如光谱仪
测量仪器介绍
光学显微镜：用于观察微观结构，如细胞、 细菌等 激光测距仪：用于测量距离，如建筑物高度、 地形等
光谱仪：用于分析物质成分，如化学物质、 生物样品等
光学测量在环境科 6 学中的应用：如大 气污染监测、水质 监测等
光学测量在工程实践中的应用
光学测量在机械 光学测量在光学 光学测量在生物
工程中的应用： 工程中的应用： 医学工程中的应
如测量零件尺寸、 如测量光学元件、 用：如测量生物
形状、位置等
光学系统、光学 组织、生物细胞、
性能等
生物分子等
01
03
光学测量在物理学 1 研究中的应用：如 光速测量、光波长 测量等
光学测量在化学研 2 究中的应用：如光 谱分析、分子结构 分析等
光学测量在生物学 3 研究中的应用：如 细胞成像、生物分 子结构分析等
光学测量在天文学 4 研究中的应用：如 恒星观测、星系观 测等
光学测量在材料科 5 学中的应用：如材 料结构分析、材料 性能测试等
05
02
04
06
光学测量在电子 工程中的应用： 如测量电路板、 芯片、电子元件 等
光学测量在材料 光学测量在航空
工程中的应用： 航天工程中的应
如测量材料性能、 用：如测量飞行
材料结构、材料 器、航天器、航
缺陷等
天系统等
光学测量在日常生活中的应用
01
视力检测：通过光学仪器测量视力，了
专业实用的光学测量知识
1、相对孔径一、相对孔径与数值孔径1. 定义（见图1-1）：相对孔径通光口径与焦距之比D f'像方数值孔径物方孔径角u的正弦与物空间的折射率n的乘积NA＝n sin u 物方图1-1a、为什么用入瞳直径D不用出瞳直径D' ？若用D'，它到系统后焦点F'的距离就不一定是焦距f '。
若用入瞳直径，对于物在无限远的成像系统来说，不管入瞳在什么地方，相对孔径总是D f'。
见图1-2。
后主面F'U'maxf'D图1-2b、为什么用sin u不用tan u？理想光学系统的物像空间不变式：n·y·tan u＝n'·y'·tan u'考虑到设计计算方便，采取规格化（归一化）的措施，故采用正弦代替正切。
相应的，显微镜的设计必须满足正弦条件：n·y·sin u＝n'·y'·sin u'D f'、NA与对准精度、调焦精度、分辨率、光学传递函数密切相关，而且是D f'、NA 越大，对准、调焦精度越高，分辨率越高，像质越好。
2. 对准：对准误差用γ、Δy 表示。
11610min (~)γα= 11610min (~)y ε∆=1.02D λα= 道斯 0.51NAλε= 道斯 D f '、NA 越大，对准越高。
3. 调焦： 焦深是对应K λ（K ＝4~8）波前误差的像点位置变化量。
望远物镜、照相物镜的焦深表示为：22max 22()sin x F k U Kλλ'∆=±≈±⋅' 显微物镜的焦深表示为： 22()x k NA λ∆=±⋅ D f '、NA 越大，调焦精度越高。
4. 分辨率：D f '、NA 越大，分辨率越高。
5. 像质：星点直径望远、照相物镜： 2.44d F λ=⋅显微物镜： 1.22d NA λ=衍射受限系统的光学传递函数：2()arccos()c r OTF r r π⎡=⋅-⎢⎣ r c － 截至空间频率 c D r dλ= （D －出瞳直径，d －出瞳面到像平面的距离） 对于无限远目标成像，d 可用f '替代，则：1c r Fλ=见图1-3。
光学测量原理
光学测量原理光学测量是一种利用光学原理进行测量的方法，它广泛应用于工程领域，包括机械制造、建筑工程、材料科学等领域。
光学测量原理是基于光的传播和反射规律，通过测量光的传播路径、光的反射角度等参数来实现对被测对象的测量。
本文将介绍光学测量的基本原理和常见的测量方法。
光学测量的基本原理是利用光的传播规律进行测量。
光是一种电磁波，它在空间中传播时遵循直线传播的规律。
在光学测量中，我们通常利用光的传播路径来测量被测对象的形状、尺寸等参数。
例如，我们可以利用光的折射规律来测量透明介质的折射率，从而推断出介质的密度和成分；我们也可以利用光的反射规律来测量物体的表面形状和粗糙度。
光学测量的常见方法包括干涉测量、衍射测量、散射测量等。
其中，干涉测量是利用光的干涉现象进行测量的方法。
当两束光波相遇时，它们会发生干涉现象，通过测量干涉条纹的位置和间距，我们可以推断出被测对象的形状和尺寸。
衍射测量是利用光的衍射现象进行测量的方法。
当光波通过一个孔或者物体边缘时，会产生衍射现象，通过测量衍射图样的形状和大小，我们可以推断出被测对象的形状和尺寸。
散射测量是利用光的散射现象进行测量的方法。
当光波照射到一个粗糙表面时，会发生散射现象，通过测量散射光的强度和方向，我们可以推断出被测对象的表面形状和粗糙度。
在实际应用中，光学测量具有许多优点，例如测量精度高、非接触式测量、适用于复杂形状的测量等。
然而，光学测量也面临一些挑战，例如对环境光的干扰、对被测对象表面质量要求高等。
因此，在进行光学测量时，我们需要针对具体的测量对象和环境条件选择合适的测量方法，并采取相应的措施来提高测量精度和稳定性。
总之，光学测量是一种基于光学原理进行测量的方法，它具有广泛的应用前景和重要的理论意义。
通过深入理解光学测量的基本原理和常见方法，我们可以更好地应用光学测量技术解决工程实际问题，推动工程技术的发展和进步。
希望本文能够对您有所帮助，谢谢阅读！以上就是光学测量原理的相关内容，希望能对你有所帮助。
光学测量及其应用知识点
光学测量及其应用知识点
光学测量是一种利用光学原理进行测量的方法，广泛应用于工
程领域中。
以下是光学测量及其应用的一些基本知识点：
1.光学测量基础
光学测量基于光的传播和反射原理，通过测量光的特性来获取
目标物体的相关信息。
常见的光学测量方法包括光线法、自动对焦、相位差法等。
2.直接测量和间接测量
光学测量可以分为直接测量和间接测量。
直接测量是通过直接
测量光的特性，如光线的强度、颜色等来获得目标物体的相关参数。
间接测量是通过测量光线的反射、折射以及干涉等现象来推导目标
物体的参数。
3.光学测量的应用
光学测量在工程领域有着广泛的应用。
以下是一些光学测量的应用领域：
3.1.制造业中的应用
光学测量在制造业中有着重要的应用，用于测量产品的尺寸、形状等参数。
例如，在汽车制造过程中，光学测量可以用于检测车身的平坦度、形状偏差等。
3.2.非接触性测量
光学测量具有非接触性的特点，可以应用于对被测对象表面的非破坏性测量。
这在一些精密仪器的制造和质量控制过程中非常重要。
3.3.精度测量
光学测量可以实现高精度的测量，对于一些需要高精度的工程项目非常重要。
例如，在航天器制造中，光学测量可以用于测量器件的尺寸和形状，确保其符合设计要求。
总结
光学测量是一种基于光学原理的测量方法，具有广泛的应用领域。
光学测量在制造业中起着重要的作用，可以应用于非接触性测量和高精度测量等领域。
对于工程领域的研究和应用而言，光学测量是一项重要的技术和工具。
光电检测知识点
第一章名称解释1. 光通量2 坎德拉3. 照度4 半导体中的非平衡载流子5 绝对黑体6 基尔霍夫定律7 热噪声8 产生-复合噪声91／f 噪声知识要点半导体材料的光吸收效应(1) 本征吸收(2) 杂质吸收2. 非平衡载流子浓度载流子复合过程一般有直接复合和间接复合两种。
物体的光谱发射率总等于其光谱吸收比。
也就是强吸收体必然是强发射体。
维恩位移定律指出：当绝对黑体的温度增高时，单色辐出度的最大值向短波方向移动。
光电子发射过程可以归纳为以下三个步骤：(1) 物体吸收光子后体内的电子被激发到高能态；(2) 被激发电子向表面运动，在运动过程中因碰撞而损失部分能量；(3) 克服表面势垒逸出金属表面。
一般光电检测系统的噪声包括三种：(1) 光子噪声包括：信号辐射产生的噪声和背景辐射产生的噪声。
(2) 探测器噪声包括：热噪声、散粒噪声、产生-复合噪声、1／f 噪声和温度噪声。
(3) 信号放大及处理电路噪声在半导体器件中1／f 噪声与器件表面状态有关。
多数器件的1/f 噪声在300Hz 以上时已衰减到很低水平，所以频率再高时可忽略不计。
在频率很低时；l／f 噪声起主导作用；当频率达到中间频率范围时，产生-复合噪声比较显著；当频率较高时，只有白噪声占主导地位，其它噪声影响很小了光电探测器的合理选择(1) 根据待测光信号的大小，确定探测器能输出多大的电信号，即探测器的动态范围。
(2) 探测器的光谱响应范围是否同待测光信号的相对光谱功率分布一致。
即探测器和光源的光谱匹配。
(3) 对某种探测器，它能探测的极限功率或最小分辨率是多少—需要知道探测器的等效噪声功率；需要知道所产生电信号的信噪比。
(4) 当测量调制或脉冲光信号时，要考虑探测器的响应时间或频率响应范围。
(5) 当测量的光信号幅值变化时，探测器输出的信号的线性程度。
第二章名称解释光源的发光效率色温色表显色性相关色温分布温度知识要点选择光源时，应综合考虑光源的强度、稳定性、光谱特性等性能根据斯奇芬-玻尔兹曼定律知，物体只要其温度大于绝对零度，都会向外界辐射能量，其辐射特性与温度的四次方有关气体放电光源具有下述特点；1. 发光效率高。
光学测量的基本知识
光学测量的基本知识一.典型的光学测试装置-----光具座光具座的类型一般以其上的平行光管EFL的长短来区分,例如: GXY---08A型之EFL=1200mm.我们的光具座:MSFC---Ⅳ型有3个准直镜头,EFL1=550mm,F/NO=10EFL2=200.61mm,F/NO=4EFL3=51.84mm,F/NO=4 其组成如下:1.平行光管. 2.透镜夹持器. 3.V型座. 4测量显微镜.5.导轨底座.6.光源.7. 光源变压器.8.光源调压器.9.附件.1.平行光管又称准直仪,它的作用是提供无限远的目标或给出平行光.其组成如下:物镜EFL=550mm 分划板分划板的形式有多种,例如(1)十字或十字刻度分划板,(2)分辨率板,(3)星点板,(4)玻罗板(PORRO).2.透镜夹持器用来夹持被测镜片或镜头,並保持光轴的一致性.-1-3.V型座用来放置EFL=200.61mm和EFL=51.84mm准直物镜, 並保持光轴一致性.4.测量显微镜是一个带有目镜测微器的显微镜. 用来进行各种测量. 目镜测微器有多种.最常用的是螺杆目镜测微器,其螺距为0.02mm,则每格值为0.002mm.5.导轨底座导轨很精密,用它把1.平行光管. 2.透镜夹持器. 3.V型座. 4测量显微镜等联在一起,称为光具座.6.附件:各种倍数和不同数值孔径的显微镜物镜,各种分划板.光具座主要测量(1)正,负透镜和照相物镜,望远物镜的焦距(EFL).(2)正,负透镜和照相物镜,望远物镜的截距(BFL)(3)检测照相物镜,望远物镜的分辨率.(4)检测照相物镜,望远物镜的星点.(5) 照相物镜,望远物镜的F/NO.(6)加上其它光学器件和机械装置,可以组成多种光学测量装置.-2-一.焦距(EFL)的测量光学系统和透镜的重要参数---焦距(EFL),迄今已有多种行之有效的测量方法.1.放大率法.2.自准直法.3.附加透镜法.4.精密测角法.5. 附加接筒法.6.固定共軛距离法.7. 附加已知焦距透镜法.8.反转法.9.光栅法.10.激光散斑法.11.莫尔条纹同向法.(一)放大率法测量原理是目前最常用的方法,主要用于测量望远物镜,照相物镜,目镜的焦距(EFL)和后截距(BFL).也可以用于生产中检验正,负透镜的焦距(EFL)和后截距(BFL).被测透镜或物镜位于平行光管前, 平行光管物镜焦面上分划板的一对刻线就成像在被测物镜的焦面上.这对刻线的间距y和它的像的间距y¹与平行光管物镜焦距f c和被测物镜的焦距f¹有如下关系:y¹/y = f¹/f¹c 或 f¹ = f¹c(y¹/y)必须指出,由于负透镜成虚像,用测量显微镜观测这个像时, 显微镜的工作距离必须大于负透镜的焦距.-3-(二)一种简易测量焦距的方法在没有光具座的情况下,可用下面简易方法,但精度差.方法:用两次测量不同物距上被测物镜的横向放大率求焦距.根据高斯公式: F*=βX=-X*/β可得F*=E/γ2-γ1γ1=1/β1=Y1/Y1 , γ2=1/β2=Y2/Y2*A. 这种方法存在理论误差,必须要加以修正. 修正系数为:√1+(H/F*)2,所以:F*实际=F*×√1+(H/F*)2B. 镜头的球差对测量有很大影响,所以测出的焦距值是近似值.C. 测量人员的技术和对E,Y1,Y2,Y1*,Y2*测量的准确性非常重要,否则测出的焦距值将远远偏离真正值,而不能相信和使用.D. 焦距的准确测量,必须在光具座上用其它方法进行.E. 为了用这种方法测量, 必须有以下设备:简易导轨,夹持器,白色屏幕,有毫米刻度的物,精度为0.01mm的长度量测仪器.F. 要多次重复量测,取平均值.二.星点检验(一)原理星点检验法是对光学系统进行像质检验的常用方法之一,在光学系统设计,制造及使用中,人们关心的是其像质,並希望将像质与各种影响因素联系起来,借以诊断问题,提出改进措施, 星点检验在一定程度上可胜任上述工作.光学系统对非相干照明物体或自发光物体成像时,可将物光强分布看成是无数多个具有不同强度的独立发光点的集合,每一个发光点经光学系统后,由于衍射和像差以及工艺庇病的影响,在像面处得到的星点像光强分布是一个弥散斑,即点扩散函数(PSF).像面光强分布是所有星点像光强的叠加结果.因此, 星点像光强分布规律决定了光学系统成像的清晰程度,也在一定程度上反映了光学系统成像质量.上述点基元观点是进行星点检验的依据.-4-按点基元观点,通过考察一个点光源(星点)经过光学系统所成像,以及像面前后不同截面衍射图形的光强变化及分布,定性地评价光学系统成像质量,即是星点检验法.上面图形是艾里斑光强分布.(二)星点检验装置1.平行光管,2.光源,3.星孔(星点板),4.观察显微镜.对平行光管的要求:物镜像质要好,通光孔径要大于被检镜头.并用聚光镜照明星孔.星孔直径应小于:D max=0.61λf¹/D其中D---被检镜头入瞳直径f¹---平行光管物镜焦距-5-对观察显微镜的要求: 数值孔径NA等于或大于被检镜头的像方孔径角. 显微镜总放大率应为:Γ=(250~500)D/f¹.D/f¹---被检镜头的相对孔径.星点检验能判定: (1)光学系统的共轴性(2)球差(3)位置色差(4)慧差(5)像散(6)其它工艺疪病-6--7-四．分辨率检测分辨率检测可给出像质的数字指标，容易测量与比较。
测量光的波长和频率
测量光的波长和频率光是我们生活中常见的一种电磁波，在日常生活中扮演着重要的角色。
然而，大多数人对于光的波长和频率了解甚少。
本文将深入探讨光的波长和频率的测量方法和应用。
首先，让我们来了解一下光的波长和频率的基本概念。
光的波长是指光波在单位时间内传播的距离，用λ表示，可以用纳米或者其他长度单位来表示。
频率则是指单位时间内光波振动的次数，用ν表示，常用赫兹（Hz）来表示。
测量光的波长和频率有多种方法，其中一种常用的方法是通过光栅光谱仪。
光栅光谱仪利用光栅的原理，可以将光分解成不同波长的光谱，然后通过光栅上的刻度来测量波长。
光栅光谱仪可以广泛应用于物理、化学、生物等领域的实验和研究中。
除了光栅光谱仪之外，还有其他一些测量光波长和频率的方法。
例如，通过干涉实验测量光的波长。
干涉实验利用光的波动性和干涉现象来测量波长，其中著名的实验是杨氏双缝干涉实验。
通过调整光源和双缝之间的距离，观察到干涉条纹的间距，并利用干涉条纹的公式来计算光波长。
除了测量波长，我们还可以通过光的频率来测量。
一种常见的方法是使用频谱分析仪。
频谱分析仪能够将复杂的光信号分解成其频率组成部分，并显示出频谱图。
从频谱图中可以读取出光的主要频率，并据此计算出光的波长。
测量光的波长和频率不仅在物理学和工程学方面有重要应用，还广泛应用于其他领域。
例如，在光通信领域，测量光波长和频率可以用于判断光纤传输的性能和信号的质量。
在医学领域，测量光的波长和频率可以用于光治疗、激光手术等生物医学应用。
此外，在光谱学和天文学中，测量光的波长和频率也被广泛应用于研究和探索宇宙。
总之，测量光的波长和频率是一项重要的技术，它不仅有助于我们对光的本质和性质有更深入的了解，还有广泛的应用前景。
通过光栅光谱仪、干涉实验和频谱分析仪等方法，我们可以准确测量光的波长和频率，并将这些数据应用于各个领域。
希望本文的阐述能让读者对测量光的波长和频率有更深入的认识，并为相关研究和应用提供帮助。
光学测量与光学工艺知识点答案
目录第一章基本光学测试技术 (2)第二章光学准直与自准直 (5)第三章光学测角技术 (9)第四章：光学干涉测试技术 (12)第六章：光学系统成像性能评测 (15)第一章 基本光学测试技术• 对准、调焦的定义、目的；对准又称横向对准，是指一个对准目标（？）与比较标志（？）在垂直瞄准轴（？）方向像的重合或置中。
例：打靶、长度度量人眼的对准与未对准：对准的目的：1.瞄准目标（打靶）；2.精确定位、测量某些物理量（长度、角度度量）。
调焦又称纵向对准，是指一个目标像（？）与比较标志（？）在瞄准轴（？）方向的重合。
人眼调焦：调焦的目的 ：1.使目标与基准标志位于垂直于瞄准轴方向的同一个面上，也就是使二者位于同一空间深度；2.使物体（目标）成像清晰；3.确定物面或其共轭像面的位置——定焦。
121'2'1'P 2'2''•人眼调焦的方法及其误差构成；常见的调焦方法有清晰度法和消视差法。
清晰度法是以目标与比较标志同样清晰为准。
调焦误差是由于存在几何焦深和物理焦深所造成的。
消视差法是以眼镜在垂直平面上左右摆动也看不出目标和标志有相对横移为准的。
误差来源于人眼的对准误差。
（消视差法特点：可将纵向调焦转变为横向对准；可通过选择误差小的对准方式来提高调焦精确度；不受焦深影响）•对准误差、调焦误差的表示方法；对准误差的表示法：人眼、望远系统用张角表示；显微系统用物方垂轴偏离量表示；调焦误差的表示法：人眼、望远系统用视度表示；显微系统用目标与标志轴向间距表示；•常用的对准方式；常见的对准方式有压线对准，游标对准，夹线对准，叉线对准，狭缝叉线对准或狭缝夹线对准。
•光学系统在对准、调焦中的作用；提高对准、调焦精度，减小对准、调焦误差。
•提高对准精度、调焦精度的途径；使用光学系统进行对准，调焦；光电自动对准、光电自动调焦；•光具座的主要构造；平行光管（准直仪）；带回转工作台的自准直望远镜（前置镜）；透镜夹持器；带目镜测微器的测量显微镜；底座•平行光管的用途、简图；作用是提供无限远的目标或给出一束平行光。
光纤的测量
（3）用一根性能和被测光纤相同的辅助光纤代替 光纤耦合长度作用。
剪断法光纤损耗测试系统图
插入法
插入法是在注入装置的输出和光检 测器的输入之间用1～2m长的短光纤直 接连接，测出光功率Pi，然后在两者 间插入被测光纤，再测出光功率Po， 据此计算损耗系数。
插入法光纤损耗测试系统图
调制 振荡器
被测光纤
பைடு நூலகம்、带宽测量
光纤带宽是色散在频域的反映， 多模光纤的带宽主要由模式色散引 起。带宽的测试方法主要有时域法 和频域法。
• 时域法——又称脉冲展宽法。利 用测量通过光纤的光脉冲产生的 脉冲宽度确定光纤的带宽。
• 频域法——又称扫频法，通过光 纤的频率响应来测量带宽，此法 多用于多模光纤的测量。
时域法测试系统框图
光纤的测量
主要内容
• 一、损耗测量 • 二、带宽测量 • 三、色散测量 • 四、截止波长测量
光纤的特性参数
• 几何特性——纤芯与包层的直径、偏 心度、非圆率
• 光学特性——折射率分布、数值孔径、 模场直径和截止波长
• 传输特性——损耗、带宽、色散
一、损耗测量
• 剪断法 • 插入法 • 后向散射法
频域法测试系统框图
频域法测试曲线
三、色散测量
• [测试方法]： 相移法是测量单模光纤的色散的方法。
• [相移法测量原理] 用角频率为ω的正弦信号调制的光波，经长度为L的
单模光纤传输后，其时延取决于光波长λo。不同时延 产生不同的相位φ，用波长为λ1和λ2的受调制光波， 分别通过被测光纤，产生的时延差为Δτ，相移为Δφ， 则长度为L的光纤总色散为
C()L
光纤色散系数为 C() (L)
相移法测量系统框图
光学测量的基础知识课件
光在不同物质中传播速度一般不同，在真空中最快。
光线直线传播的应用
可应用于光学测量、定位、光学仪器等。
光学成像原理
01
02
03
成像原理
基于透镜或反射面的折射 或反射原理，将物体成像 于视网膜或探测器上。
成像公式
1/f = 1/u + 1/v，其中f 为透镜焦距，u为物距，v 为像距。
成像质量
光学测量通常采用非接触式测量方式 ，具有高精度、高分辨率、非破坏性 等优点。
光学测量特点
高精度
实时性
光学测量利用光的干涉、衍射等效应，可 以实现高精度的测量，达到纳米级甚至更 高级别的测量精度。
光学测量可以实现实时在线测量，可以在 生产过程中快速获取测量数据，及时调整 生产工艺，提高产品质量。
非接触性
环境监测
光学测量可以用于环境监测，如空气质量、水质、噪声等 环境参数的测量。
医学诊断
光学测量在医学领域也有广泛应用，如医学影像、光学显 微镜、激光治疗等。
科研领域
光学测量在科研领域也有重要应用，如物理实验、化学分 析、生物研究等。
02
光学测量基本原理
光线传播定律
光线传播方向
光线在均匀介质中沿直线传播，当通过不同介质时，会发生折射 和反射现象。
利用光谱和偏振等光学技术实现对大气污染物的监测，如 二氧化硫、氮氧化物等。
水质监测
利用光学技术实现对水体中的污染物、悬浮物、叶绿素等 物质的监测。
气象观测
利用光学技术实现对云层、风向、风速等气象参数的观测 。
光学测量在安全防范中的应用
光学防盗系统
利用红外、微波等光学技术实现 防盗报警，具有高灵敏度和高分 辨率等优势。
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CA-210测量Gamma的优点！
g特性时间测量
RGB各128 阶测量
CA-210
R 测量时间
G 测量时间
B 测量时间
每秒2次 测量速度 仪器 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200Sec
9300K 6500K
12
色温与相关色温
6500K 等温线
色差△uv为＋0.01
相关色温为： 6500K＋0.01△uv
13
特征波长（主波长）
A点的特征波长为509nm
特征波长，也称主波长， 是用一个波长值来描述特定 颜色的方法。
A点:(x=0.140,y=0.550)
(x=0.333,y=0.333)
γ 特性
192
相对输出强度
2.2 2 1.8
128
64
0 0 64 128 输入信号强度
32
192
256
Gamma 特性
g的含义？
g有时也称灰度系数， 描述显示器在信号强度 从小到大的过程中， 屏幕从低亮到高亮 上升的陡峭程度。
33
Gamma检测系统
对显示器的Gamma检测可以在8阶、16阶……或是256阶进行。 由信号发生器发出一定强度的信号到显示器，然后由CA-210抓取 屏幕亮度数据，得到一系列的数据。
28
WB检测及调整
配合SDK软件，可以进行快速白平衡检测及白平衡调整
29
LCD屏幕色彩的产生
屏幕上各种色彩是有不同强度的红、绿、蓝组成的。
30
颜色失真
差别
未调整前,蓝色太强,画面发青 色彩再现逼真自然
31
Gamma
yx
256
g
g表示指数(这就是Gamma值) x表示输入的信号强度 y表示屏幕输出的相对强度
光谱辐射度学、光度学、色度学相关知识简介
LCD行业经常接触的光谱辐射度学、 光度学、色度学基本知识简介
CIE－－国际照明委员会
1
可见光－－电磁波谱的一小部分
人眼所能感受到的一小部分 电磁波谱称为可见光
波长范围： 380nm～780nm
380nm处呈蓝色 780nm处呈红色
2
光谱辐射度学简介 物体在向外辐射能量时，可见光谱段的辐射功率分布曲线叫做光谱辐射曲线。 光谱辐射值是辐射源本身的客观属性，与观察者无关。 该图上的一点表示了在该波长处，单位面积的光源或辐射源在某个方向的 立体角内的辐射功率为瓦数。
22
单点白场校准前
1931 xy色度图
------------G
● ●
准确値 測定値
R
B
23
单点白场校准后
1931 xy色度图
------------G● ●准确値 測定値
R
B
白色标准点周围越远地方的 色度误差就越大
24
RGB矩阵校准前
1931 xy色度图
------------G
● ●
准确値 測定値
6
亮度和照度的不同测量方式
亮度是光源本身的属性，与测量距离无关；照度是离开光源某处的光通量 强度，一般距离越远，照度越低。
7
色度学知识简介 人眼对光谱辐射除了有亮度的感觉外，还有色度的感觉。 对人类的眼睛研究以后，得到了CIE 1931配色函数曲线。
注意：
其中 y (λ)表示明视觉下的 光谱光视效率函数曲线
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CIE 1976 UCS 色度图
1976年制定 UCS－－Uniform Chromaticity Scale 均匀色度图 u’=4X/(X+15Y+3Z) v’=9Y/(X+15Y+3Z)
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色温与相关色温
颜色与温度相对应 黑体辐射 普朗克轨迹
？
相关色温
很多自然光源很接近 普朗克轨迹
2500K
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为何能测低亮度？－－仪器探头结构图
使用光纤及传感器透镜，提高被测光线的利用率， 避免能量消耗，保证低亮度下的测量
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为什么测量精度高？－－RGB矩阵校准
引入RGB矩 阵校准后， 能大幅提高 仪器的测量 精度。
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CA-210 用户校准
CA-210在出厂时已经过出厂校准，用户可直接使用
柯尼卡美能达的校准标准是标准LCD屏幕，分别在 6500K和9300K校准，用户可自行选择
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特性3.SDK ( Software Development Kit )
CA-SDK是由原厂提供的软件开发包 包含使用VB或VC++的USB和RS-232C通讯协议 包含多个VB编写的sample文件
用户可使用SDK软件自行编写应用程序，完成各种工作，如：
WB Adjustment（白平衡调整） Gamma Adjustment（g调整） Contrast（对比度测量） Flicker（闪烁度测量）
此图已作归一化处理，表示相同功率的光谱辐射值所形成的亮度感的比例关系。
Q:相同功率的500nm和400nm窄带辐射，哪个给人眼形成的明亮感觉较强？
经研究表明，在相同的功率下，标准人眼对555nm处的辐射所感到的明亮感最强。
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光度学量简介
光通量 Φv
流明 lm
单位时间内，通过空间某一平面或某一立体角所发射、传输或接收的辐射能量 按标准人眼光视效率特性的评价值。 光强 Iv 坎德拉 cd
而仪器上的1°、0.2°、0.1°测量角实际指的是仪器镜头接收光线的 角度范围，更改角度设置影响的是测量面积的大小。
测量角1°
测量角0.2°
1°测量角 各类普通FPD
0.2°测量角 较小面积测量， 如LED
0.1°测量角 极小面积测量， 如RGB子像素
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特性1.在低亮度情况下快速和高精度地测量
规格 快速测量（最快情况） 20 次/秒 @ 2.00 Cd/m2 或更高 精度 亮度：±2% ±1 digit (Calibration LCD 6500K.9300K) 色度：±0.002(White), ± 0.004(R.G.B) @ 160 Cd/m2 ±0.005(White) @ 0.10 Cd/m2 测量范围 0.10 Cd/m2 – 1000 Cd/m2
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Gamma调整效果
调整
未调整前,蓝色太强,画面发青 色彩再现逼真自然
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此图已作 归一化处理
Le
3
从光谱辐射度学到光度学的转换－－V(λ)
光谱辐射值 客观值
人眼将光谱辐射值转为 亮度值的敏感关系
？
人对光谱辐射值的 主观亮度感受
这个转换关系就是 光谱光视效率函数，符号为V(λ)
光度学值
亮度、照度、光通量……
V(λ) 曲线
4
V( λ )
光亮度>1 cd/m² 为明视觉
光亮度<0.001cd/m² 为暗视觉
在1920年代做的人眼的颜色匹配实验 中，人眼看出去的视角大约在2°， 于是得到了1931 CIE配色函数曲线。
但到达1950年代时，当配色实验中人 眼的视角变大后，实验结果与原先的 配色函数曲线略有不同，得到了10° 视角下补充标准观察者的配色函数曲线。
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标准观察者视角与仪器测量角度的区别 标准观察者视角只有2°和10°之分，切换视角设置，只是更改了仪器 将光谱辐射值转换为光度值时的敏感度，对测量结果有影响。
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色度的测量方法
光源的光谱 辐射值
×
人眼(仪器)的 配色函数曲线
＝
光源的 三刺激値数据 （X、Y、Z) 其中Y就是亮度值
9
CIE 1931 Yxy色度图
XYZ三刺激值是最基本的数 据，已经包含了亮度和色度 信息。 根据XYZ值绘制出了 1931 Yxy色度图 其中Yxy中的Y就是XYZ中的Y， 表示亮度，xy表示色度 x=X/(X+Y+Z) y=Y/(X+Y+Z)
Q:当两台仪器或两个探头测量同一屏幕时，有较大器间差， 或者当前仪器与工厂的标准有较大出入时，该怎么办呢？ 用户校准(USER CALIBRATION)
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CA-210 用户校准-白场校准和矩阵校准
白场校准:只对CA-210校准白色
矩阵校准:除校准白色外，还要校准红、绿和蓝
对CA-210作矩阵校准后，不仅保证在测量白场时的 数据准确性，RGB的测量精度也更高。
使用CA-210配合信号发生器测量Gamma的特点：
快！
准！
简单！
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Gamma检测
如果将测得的数据 与标准数据比对， 然后将差值写入 显示器的LUT里面， 那就是Gamma调整。
经过调整的显示器， 由于显示特性经过修 正，所以显示的颜色 更准确，层次更丰富。
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Gamma调整系统
修正数据回写入显示器的LUT里面
在给定方向上的单位立体角内，光源或发光面所发射的光通量值。 1 cd ＝ 1 lm/sr 亮度 Lv，也称辉度
坎德拉/平方米 cd/m²
某一发光面元所发射的光强与该面元在光强方向上的投影面积之比。 1 cd/m² ＝ 1 nit 照度 Ev 勒克斯 lx
被照面元单位面积上接收到的光通量值。 1 lx ＝ 1 lm/m²
R
B
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RGB矩阵校准后
1931 xy色度图
------------G
● ●
准确値 測定値
R
B
理论上,色空间范围内所 有部分的色度都会准确
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特性2 .短距离、窄接收角测量
规格 测量距离: 30mm ± 10mm 接收角度: 不大于 5度
优点 节省空间 遵循 IEC 61747-6 标准 比CA-110更趋近于CS-1000A和CS-200