【电子行业标准(SJ)】 阴极射线管荧光屏发光的光度和色度测试方法

中华人民共和国电子工业推荐性部标准阴极射线管荧光屏发光的
光度和色度测试方法
Photomentric and colorimetric methods ofmeasurement of the light emilted byacathode-ray tube screen
1范圈
SJ/Z9020-87
IEC441(1974)
本标准规定了阴极射线管荧光屏发光的光度和色度测试方法，适用于单色和彩色电视显像管、示波管及其它阴极射线管。从本标准本身的含义来讲，它不应作为完备的标准，因为如果根据这些原理的测试结果在规定的误差范围内具有可比拟的话，就需要对测试方法进行更加详细的说明。
2术语
2。1光谱特性
（见国际电工词汇I.E.V.07一80285，及国际照明词汇，第三版
I.E.V.50(46))。
2.2色度
能以光的色度坐标或主波长（或互补波长）及色纯度一起定义的颜色参盘。2.3光谱辐射计
用于精确剩最光谱特性的仪器系统。2.4色度计
用于近似测量色度的仪器系统。2。5相对光谱能量分布
辐射（发光体）的光谱特性的描述。它表征某辐射量（例如发光度）的相对光谱密度在整个光谱中的变化。
3引言
确定阴极射线管荧光屏发光颜色的最早方法之一是采用光谱特性（工.E。V。07—80-285）曲线法。
中华人民共和国电子工业部1987-09一14批准*1*
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发光的色度受它发光的光谱成份的影响，但不一定由此得出具有相同视在颜色的光必定有相同的光谱特性曲线。实际上，两种具有显著不同特性的荧光屏，对同一观众可能感觉到相同颜色。因此，光源颜色的计算，不仅带要知道辐射到观察者眼睛上的光谱成份，还要考患到观众的主观响应。
为国际照明委员会所采用的色度特性是光谱光视效率，在光中的每一点，它相当于从实践中得出的平均值。光谱光视效率用光谱三刺激值范（入）、（入）、艺（入）（I.E.V.45-15-180）规定。这些值与标准观察者为形成等效于一光谱颜色的刺激所带的三基色的量值有关，即是说，在任一波长，相应于该波长的、y、Z的值对标准观察者给出了产生这个波长的光谱颜色分别所需要的X（红）基色、Y（绿）基色、Z（兰）基色的盘。因此，这些三刺激值可与光源测试中取得的光谱特性结合起来使用。但应规定是用对着1～4°角观察视场的光谱三刺激值至（入）、（入）、至（入），还是用对着大于4°角观察视场的光谱三刺激值至。（入）、y1（入）、2（入）（分别为1981CIE标准测色系统和1964CIE补充标准测色系统）（I.E.V.4515-086）。目前，使用如下两种仪器测试阴极射线管荧光屏的颜色：（1）光谱辐射计。该仪器给出被测光源的光谱能量分布，从而能按6：8条的说明计算色度。
（2）三色刺激色度计。该仪器采用光敏器件与滤光片的组合对适当的场角再现光谱三刺激值的分布。它提供了测量色度坐标迅速且比较简单的方法，该方法在制造阴极射线管中对质量控制特别有用。实际上，必须用具有类似于阴极射线管发光光谱特性的光源来校准三刺激色度计。
4一般注意事项
应经常地校准或标定仪器。
近到足以把可见光反射到阴极射线管荧光屏上的全部周围表面，应使其尽可能无反射。
观察室应为黑暗的。
测盘过程中显示的亮度应保持不变。为此，用良好的稳定电源给管子客电极和偏转电路供电是必不可少的，而且控制环境温度也可能是必要的。对于复合荧光粉的管子，例如荫罩式的管子，应将它调节到额定使用状态。应特别注意保证各种荧光粉激发的色纯度。应该用显微镜检查色纯度，检查时，每次发一种颜色的荧光粉面积。同时，对于种荧光粉被另一种荧光粉明显沾污应进行直观检查。这些沾污可能仅在荧光屏的有限区城内存在。应往意这些事实，并在适当的区域内进行测试。
5一般测试条件
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5。1被测管应按制造厂推荐的工作条件工作。5。2被测区域的亮度应调节到制造厂给定的典型工作水平上。应采用管子额定亮度值且发光均匀的典型显示。5，3被测荧光屏区域应是色彩和亮度均匀的区域，且明显地大于相应测试仪器的场的区域。
5.4应规定测量仪器轴线相对于荧光屏轴线的位置。往，检查荧光屏中心以外的区域可能是带要的。6光谱辐射计测试
6.1测试
将光谱辐射计放在规定位置，在可见光谱400~760nm（CIE））的规定部分，以相等的间隔（通常为10nm）读出并记录宽带光谱的读数。对于线光谱，应以较小的间隔进行附加读数。如果采用不同的间隔4入，就必须调节这些测试结果至适用于6·2·1条公式中的入的值。
6。2测试数据的变换
6。2.1宽带光谱中的色度
对于宽带光谱，采用得到的读数和仪器的校准常数，用如下加权坐标法，能够算出被测光的CIE色度坐标。
（1）假定G（入）=在某波长入下的读数。（2）假定S（入）=进人仪器狭缝的相对光谱功率。（3）则K（入）=
S(入)
G(入）
为对仪器的校准带数。
K决定于光谱计的带通区入，并由校准来得到（见6·4条）。（4）令F=（入）、F=（入）、Fz=z（入），式中，至（入）、乡（入）、Z（入）为光谱三刺激值（由C工E光谱光视效率表中给出）。（5）按下式计算三刺激值X、Y、Z：X-
入-760nm
入-400nm
入-760nm
入-400mm
入-760nm
入-400nm
G()F(X)A)
G(入)F（入)A入
G(入)FZ(入)A入
令S=X+Y+z
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则CIE色度坐标为：
由于送算3+y+z总是等于1，故通常只规定3和y的值。6。2.2光谱特性曲线（宽带）免费标准bzxz.net
如不用、y、Z值，而对每一波长计算K（入）G（入）值，即得到了确定相对光谱能量分布曲线的各点值。6。2.3复合宽带光谱和线光谱的色度和光谱特性不存在宽带光谱的发射，通常不存在线光谱的发射。本节叙述如何计算综合色度。运算既适用于单独线光谱的荧光粉，也适用于线光谱与宽带光谱兼而有之的荧光粉。
必须在谱带内正确地积累能量，以便获得对三刺激值的正确作用，下列几种方法是可行的。
（1）在出现线光谱发射的那部分光谱上，以1nm的间隔测出相对光谱能量（在此间隔中允许按比例减小光谱三刺激值）。因此产生的大量数据，几乎必须采用计算机进行计算。计算按8·2·1条的方法
（2）如果光谱辐射计具有恒定的带宽，即能采用种减少处理数据的积分方法。
将带宽4入调至适当值（典型值为5nm），并以相同的间隔△入测量输出。另一种方法，用电积分相对于波长的输出信号，并在固定波长间隔A入下进行测度，可获得类似的结果。
如果每单位时间所扫过的波长带宽是恒定的，象通常记录仪器那样，这种积分可以简化。
（3）第三种方法首先是按6·2·1条得出连续宽带光谱中的三刺激值Xc、Yc.Zc.
需要调节线光谱的幅度，便它正确地并人色度计算。调节每一被测线光谱的幅度，使之给出：G=G）GC【/
Gi（入）一波长入处的最大输出读数。式中：
Gc（入）一相同波长入下连续光谱的输出读数。A入一连续光谱测试的波长间隔（例如10nm）。z入—光谱计带通，nm。
带通入是光谱计狭缝系统的幽数。对于恰当的线光谱分辨，推荐带通不要大于8nm。这里所用的带通是光谱能盘分布中线光谱分量的半宽度。*4*
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采用调节的G（入），得到线光谱的三刺激值X、Y1、Z1。然后合并三激X=Xe +X,
Y=Ye+Y,
Z=Ze + Z1
令S=X+Y+Z，删CIE色度坐标为：Y
63光调辆射计系统
s.31光谱计
光谱计可以是采用一组透镜和一个被流的透射型，也可以是采用一组反射型锈片和一个色敬光的衍射光摄。
为了避免杂散光，建夜采用放一一单色仪。如果仅采用单一单色仅，就应在单色仅人口接差煎方加一组魂光片，以减小不需要的光谐区要度。
6.3.2光敬器件
可赠光电倍增管在光谱计的输出处测量光强。在可见光谱被长范内，光电倍增管的灵敏度不应变化大大，特别在进行基本测试的各区城的被长内尤其不应变化大大，齿应在测试所采用的强度范照内检查它的摄度线性。
6.3.3电源
电需应是可的，并至少稳定到0.1%。电携通后，多领等待足够的时间，以确保达到稳定。6.3.4电滤播示器
必须有一只量大烫皱度至少为0.8006微安每毫米10Cm刻度）的检撼计。用以调量光电倍增皆的输出。
可用灵敏度足够的记录系统代替检流计。应题试所用的强度歸内检查器件的性。5。4核正常数的确定方法
&.4.1旋长摊度的检查
在使器上速行任何视试和校准之前，应极查或该长禁度，以便旅缴正确。这可特被长族敬与气体放电光添（割加，承一领灯）的已知谢线的峰值位置进行比禁家完魔。
6.4。2校正准数的定
对仅惠正确校春的要求之一是用已知光谱成份的光均匀地照射所观察区城。另一校准要求的条件是采用的光电平与使用中所遇到的光电平不应有效大差别，喜5囍
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以便用调整光电倍增管的倍增极电压而不改变狭缝宽度即能照顾到任何所需灵敏度的变化。
采用下述图1所示装置即能满足这些条件。辐射源可以是特殊的500瓦钨带灯。将它这样校准，使取得A光源所需的电压或电源是已知的。
瓷板是已知光谱反射率的白色玻璃（陶瓷）板。兰色滤光片是已经对光谱透射进行了校准的玻璃（例如，康宁CSI一71）。此滤光片设计成能将色温在2856K（A光源）下的白炽灯的光谱能量分布转换为在6500K下的黑体（I.E.V.45-05—210）的光谱能量分布。屏蔽是为防止灯泡中的热量传到光谱辑射计。g'
-22cm）
兰色滤光片
光谱计
入口狭缝
投影灯500W
(~25cm)
在：只有凌反射的非镜面光到达人口狭缝。建议以45”反射角作为相互对照的标准。用上面所示装置及在规定电压或电流下工作的灯泡，在400~700nm范图内得出一系列读数。必须进行几次读数且在任何点上读数的被动不应大于满刻度的0.5%。这些读数即为用于计算校准常数的Gc值。则：
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式中：Sa一标准灯（A光源）的相对光谱发射。R一维特来特板的相对光谱反射系数（仅为漫反射）。T兰色滤光片的相对光谱透射系数。注，①一种替代的光源是在较高色温下工作的钨带一卤素白炽灯，它可以在没有转换滤光片下使用。
②对于更精确的盘，必须知道标准灯的相对光谱能鼓分布。③光谱辐射计能用模拟城数字计算机进行上述计算并给出数字结果。7三刺激色度计测试
7.1总则
三刺激色度计由一只或多只光电探测器，多个滤光片《使其光谱响应调整到所要求的三刺激函数）和读出器件或模拟计算机组成。阴极射线管测试最带用的光谱三刺激函数是CIE的X、Y、艺函数。文和?函数各自是用几个滤光片—光电探测器组件来近似。乙函数通常用一个滤光片光电探测器组件来近似。一些仪器只有简单的读出装置，从它提供的数据来计算3和y坐标。另一类色度计装有模拟电路，可直接给出色度坐标。不应认为公布的滤光片和光电探测器的光谱数据对设计精密的色度计已足够准确。
为取得更精确的结果，应测出滤光片的光谱透射系数以及光电探测器的光谱响应，并相互修正，以取得CIE光谱三刺激函数的精确复现。在测试不同部分的光谱输出范围内具有显著不同余辉的荧光屏时，探測器和人眼之间在脉动光的累积中缺乏一致性将导致误差。深信这些误差是小的。7.2校准
推荐的校准标准是用光谱辐射计法标定了额色的阴极射线管。三个滤光片的非模式色度计需要一只标准管，且其发光额色应与被测颜色类似。四个滤光片的非模拟式色度计则需要两只标准管，标准管具有足够不同的色度，并包括了被测颜色。
为了校准模拟计算机式的仪器，要调整自标准管发出的且照到探测器上的光量，或改变其电增益，直至色度计输出的3和y值与被校准的标准管的3和y值一致为止。
无模拟电路的色度计需要测定一组K常数。在具有已知3、y和Z坐标的已*7*
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校准的管子上读取光电探测器一一滤光片组件的读数。按下式确定常数：
（1）三个滤光片的色度计。这至少需要一只校准管。()
式中，A-
G(3-0.1672)
K,= 0.167K.
通过琥珀色（至）滤光片的输出。B通过兰色（z）滤光片的输出。G通过绿色（）滤光片的输出。
（2）四个滤光片的色度计。这至少微要两只校准警。管子荧光屏的发光具有不同的光谱能量分布。
式中，D-
KimEE:D,-FE,D
A.D.-A.D.
Gizt-Gaze
SE,A,-EEAs
一通过兰色（）滤光片的输出。7.3试
按被测的各型明射线管所给出的数据来调节工作条件。调节被观察的光摄大小和亮度使与校准时所采用的相同。仔细地调节光誉的线性和焦。如上所述在模拟计算机式仪器上的读数将是CIE坐标。非模摄式的仪器则得到一组读数。把这些读数代人下式中得出工和，的值。（1）三个滤光片的仪器
$=KIA+G+(K.+,)B
y=KIA+G+(K++K.)B
（2）四个滤光片的仪器
K.A+K.D+G+K.B
结果的表示
SJ/29020-87
KA+K.D+G+KB
无论是哪一种色度坐标（I.E。V.45-15一065）的测试方法，其结果的表示应为下面二者之一
表列数据；
—或以CIE“、y”或更好的“、”（I.E.V.45-15-120）坐标形式，标出颜色三角形刻度图上的点。CIE“a、y”坐标与“w、u”坐标的关系为：w=
-23+12y+3
-2x+12y+8
必要时，在u、三角形中，按对每种颜色是一个圆的区域来标出界限。*
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