专利名称：建构光源测量对照表的方法、光源测量方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光源测量方法及光源测量系统，尤其涉及一种利用基于一光学频谱模型建构的对照表的光源测量方法及光源测量系统。
背景技术：
现有技术中，对于一待测光源的测量，多依照国际照明协会(CommissionInternationale de l′Eclairage，CIE)于1931年的规定，借由标准的光源测量装置测量该待测光源以得到关于该待测光源的三色刺激值(Tri-stimulus value)，进而计算出色坐标(Color coordinates)的方式来实施。然而，要制造出完全符合CIE 1931所规定的三个标准配色函数(Color-matching functions)
及
的滤光片是十分困难的。另外，实际上决定光关于光源测量装置的实际配色函数还需要考虑到感光器的受光响应度(Responsivity)R(λ)并非平坦，也即实际配色函数实际上至少是这两者的组合。换句话说，实际配色函数可定义为Xi(λ)≡Ri(λ)Ti(λ)，其中Ti(λ)为滤光片的穿透函数，i＝1～3。如果再加上元件制造上的变异，实际上要使得Xi(λ)与
及
完全相同，势必难上加难。
因此，尽管尽可能制造接近标准配色函数的感光元件，但仍不可能避免其间的差异，故于实际的测量中，多将实际配色函数予以正规化(Normalization)，以减少实际配色函数与标准配色函数间的差异所产生的测量误差。一般正规化使用一已知光源进行正规化，例如CIE 1931所规定的A光源，以得到对应各实际配色函数的规化常数Ai
其中i＝1～3，
即前述标准配色函数
及
。因此经由感光元件测量待测光源所得的刺激值，也即逻辑上由实际配色函数与代表该待测光源的光源频谱作积分计算所得的值，再乘以对应的规化常数以获得修正后的刺激值，希望可以减少与使用标准配色函数计算所得的值的差异，但是误差仍不可避免地存在。对于波宽较大的待测光源，例如白光，其误差还可容许；但对于波宽较窄的待测光源，例如单色光，将造成不可忽视的误差。
另有一种利用四色光矩阵矫正法(Four-color matrix method)，由YoshihiroOhno于1997年提出(IS&T fifth color image conference 1997)，利用待测物的红、绿、蓝三色光及其所组合的白光来调校其三个规化系数，可更精确地测量待测物的单色光的色度(Chromaticity)。但对测量其他与校正所使用的光源频谱差异较大的光源时，其误差则无法忽视。
因此，公知技术并无法有效去除光源测量装置先天的误差，而提供高精确度的色坐标；并且如果待测光源与正规化所使用的光源频谱差异过大时，测量所得色坐标的误差将更大。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题而揭示一种建构光源测量对照表的方法、光源测量方法及光源测量系统，对具有可模型化频谱特征的光源，可有效且高精确度地测量出其色度。本发明利用可用来代表待测光源的光源频谱模型，事先建构光源频谱模型的频谱参数与光源测量系统及标准色坐标间的对应关系。因此，本发明的光源测量系统虽仅具有并非十分标准的配色函数，但仍可借由前述建构出的对应关系，决定出关于待测光源的高精确度估计色坐标。此外，于前述决定估计色坐标的同时，也可同时决定出关于待测光源的频谱参数，也即建构出关于待测光源的模拟光源频谱。根据该模拟光源频谱(或该频谱参数)与标准配色函数，修正该光源测量系统实际测量的刺激值，进而计算出关于待测光源的亮度。因此，本发明的光源测量系统可提供具有相当精确度的色度测量。
于一具体实施例中，本发明的建构光源测量对照表的方法包含测量一光源测量系统以得到关于该光源测量系统的三个实际配色函数；以一标准光源正规化该三个实际配色函数；根据基于一光源频谱模型的多个频谱参数及所述三个实际配色函数，计算出多个对照色坐标；以及根据所述多个频谱参数及三个标准配色函数，计算出多个参考色坐标，每一个频谱参数分别对应所述多个对照色坐标其中之一及所述多个参考色坐标其中之一。
其中，该光源频谱模型能有效代表待测光源的实际频谱，并以两个变量表现一是中心波长变量，另一是半功率全波宽(Full-width half maximum)变量。换句话说，每一个频谱参数包含一个中心波长值及一个半功率全波宽值，也即可代表一特定的光源频谱。每一个特定的光源频谱对应一与实际配色函数计算出的对照色坐标及一与标准配色函数计算出的参考色坐标。因此，对照色坐标与参考色坐标借由频谱参数建立了对应关系。
于该具体实施例中，本发明的光源测量系统包含一感光模块、一存储模块及一处理模块。该感光模块包含一滤光元件及一感光元件，该感光模块用以同时感测至少一待测光源以对应每一个待测光源产生三个实际刺激值。该存储模块用以存储该对照表。该处理模块电性连接该感光模块及该存储模块。该处理模块提取来自该感光模块的光电转换信号以产生所述三个实际刺激值并根据该对照表决定出关于该待测光源的估计色坐标，该处理模块并且可决定出关于该待测光源的频谱参数，并根据标准配色函数即可进一步决定出关于该待测光源的估计亮度。
借此，于该具体实施例中，本发明的光源测量方法包含该光源测量系统经由该感光模块测量该待测光源以得到三个实际刺激值；该处理模块根据所述三个实际刺激值计算出一实际色坐标；该处理模块比对该实际色坐标与存储于该存储模块的该对照表的所述多个对照色坐标，以决定出匹配该实际色坐标的至少一该对照色坐标；该处理模块根据对应该匹配的至少一对照色坐标的至少一该参考色坐标，决定一估计色坐标，并根据对应该匹配的至少一对照色坐标的至少一该频谱参数，决定一待测光源频谱参数；该处理模块根据该待测光源频谱参数建构出的模拟光源频谱、所述三个实际配色函数其中之一、对应该实际配色函数的标准配色函数，计算出一调整系数或一比值以修正对应该实际配色函数的实际刺激值，进而计算出一估计亮度。
因此，本发明的光源测量系统及光源测量方法利用可用来代表待测光源的光源频谱模型所建构出的对照表，可决定出匹配实际色坐标的频谱参数，甚至是参考色坐标，进而决定出关于待测光源的估计色坐标。此方式于实际测量时，得仅以简单的查表、计算步骤，即可获得高精确度的色度值，解决现有技术无法克服实际配色函数与标准配色函数间的差异而造成误差的问题。尤其是对于量产的光源，例如发光二极管、液晶显示装置或其他单色光源，其虽有制造上的变异，但频谱特征相近，可利用同一频谱特征模型化，并以频谱参数涵盖产品的变异，本发明的光源测量方法于测量此类产品更显实际效益。
关于本发明的优点与精神可以借由以下的发明详述及所附附图得到进一步的了解。
图1A示出根据本发明的第一优选具体实施例的光源测量系统的功能方框图。
图1B示出光源测量系统的示意图。
图2示出光源频谱模型的示意图。
图3示出根据第一优选具体实施例的建构光源测量对照表的方法流程图。
图4示出根据第一优选具体实施例的光源测量方法流程图。
图5示出根据本发明的第二优选具体实施例的光源测量方法流程图。
图6示出根据本发明的第三优选具体实施例的建构光源测量对照表的方法流程图。
图7示出根据第三优选具体实施例的光源测量方法流程图。
图8示出基于第一优选具体实施例的光源测量方法流程图。
图9示出根据另一具体实施例的光源测量方法流程图。
图10示出根据本发明的第四优选具体实施例的光源测量方法流程图。
图11示出根据本发明的第五优选具体实施例的光源测量系统的示意图。
其中，附图标记说明如下 1、5光源测量系统3待测光源 7LCD 12主机 14感光模块16缆线 52透镜54滤光转盘 56CCD 58光闸 122处理模块124存储模块 126对照表142滤光元件 144感光元件 S100～S106、S200～S214b流程步骤
具体实施例方式 请参阅图1A及图1B，图1A示出根据本发明的第一优选具体实施例的光源测量系统1的功能方框图，图1B示出光源测量系统1的示意图。根据第一优选具体实施例，本发明的光源测量系统1用以测量待测光源3，例如LED。光源测量系统1包含主机12、感光模块14及缆线16，主机12与感光模块14经由缆线16电性连接。主机12包含处理模块122及存储模块124，处理模块122与存储模块124电性连接并另经由缆线16与感光模块14电性连接，存储模块124存储有一对照表126。对照表126包含多个对照色坐标及基于一光源频谱模型的多个频谱参数，每一个频谱参数对应一个对照色坐标。感光模块14包含滤光元件142及感光元件144。
其中，该光源频谱模型指能代表待测光源3的频谱特征的光源频谱模型而言，频谱参数则指该光源频谱模型的变量值的集合。例如，当待测光源3为单色LED时，该光源频谱模型的变量得以一中心波长变量λ0(或是以最大功率波长λP)以及一半功率全波宽变量Δλf表达，如图2所示；频谱参数则包含中心波长变量λ0及半功率全波宽变量Δλf的变量值。于后续说明，λ0及Δλf也用以表示频谱参数。该光源频谱模型的数学模型则可有多种不同形态可用来利用。频谱对称分布的数学模型可如下述三种 第一种第二种 第三种其中及 其中或 频谱非对称分布的数学模型可如下述三种 第一种第二种 第三种其中λL≤λ≤λH，及其中λ≤λL或λ≥λH， 其中S51(λL)＝S51(λH)＝0.5。
顺带一提的是，光源频谱模型的选择并不限于上述六种，应视待测光源3的实际频谱特征而定，另行推导适合的模型也可，也或直接以数值集合分布表达的模型也可。
借由选用适当的光源频谱模型，即得以设定选用的光源频谱模型的变量来涵盖待测光源3于制造上所有可能的情形。此变量设定表现于对照表126中即为频谱参数λ0及Δλf。事先将可用来代表待测光源3的光源频谱模型与光源测量系统1的实际配色函数进行计算，以得到对照色坐标，每一个对照色坐标即对应一特定的光源频谱，也即对应一个频谱参数；并将每一个光源频谱(或频谱参数)与CIE1931标准配色函数进行计算，以得到对应的参考色坐标。上述计算结果将构成对照表126的内容。利用对照表126比对对照色坐标与待测光源3的实际色坐标，以决定出参考色坐标，并进一步获得关于待测光源3的标准色坐标。换句话说，如果待测光源3的频谱特征正好与某一光源频谱相同，则待测光源3的标准色坐标(即经符合CIE 1931标准配色函数的测量装置测量所得的色坐标)将与对应该光源频谱的参考色坐标几乎相同。另外，对照表126需先于光源测量的建构出来，并存储于存储模块124中，以供后续测量使用。
请参阅图3，图3示出根据第一优选具体实施例的建构光源测量对照表的方法流程图。根据第一优选具体实施例，本发明的建构光源测量对照表的方法首先利用单光仪(Monochromator)，以足够精细的波长间距扫描光源测量系统1以得到三个实际配色函数Xr(λ)、Yr(λ)及Zr(λ)，如步骤S100所示；接着如步骤S102所示，再以一已知频谱分布的光源SA(λ)，例如CIE 1931规定的A光源，正规化前述实际配色函数Xr(λ)、Yr(λ)及Zr(λ)以得到正规化后的实际配色函数
及
(后续所指实际配色函数即指此正规化后的实际配色函数
及
)，其关系如下 需注意的是，前述正规化基于欲修正或缩小实际配色函数Xr(λ)、Yr(λ)及Zr(λ)与标准配色函数
及
之间的差异而实施，故如果前述差异是可容许或因其他理由，前述正规化也可不执行。
本发明的建构光源测量对照表的方法接着根据基于可用来代表待测光源3的光源频谱模型St(λ，λ0，Δλ)的频谱参数λ0及Δλf及实际配色函数
及
，对应不同的频谱参数λ0及Δλf计算出多个对照刺激值
及
，并进一步对应计算出对照色坐标xidx及yidx，如步骤S104所示。前述计算关系式如下 根据上述计算，计算出的对照表126示意如下表1 表1对照色坐标对应频谱参数的对照表 补充说明的是，上述对照刺激值
及
的计算式虽未考虑待测光源3的频谱幅值的影响，但因为对照色坐标xidx及yidx属无因次，所以频谱幅值不影响对照色坐标xidx及yidx的计算；另一方面也突显对照表126可独立于待测光源3的频谱幅值，而可事先建构。另外，上述对照表126的建构方法虽针对单一、特定的光源测量系统1而实施，但于特殊情形下，例如相当稳定量产的光源测量系统1，可使用相同的对照表126。此外，对照表126中频谱参数λ0及Δλf的范围、间距则可取决于待测光源3实际波长范围及所需的色坐标精确度。
例如，对照色坐标xidx及yidx的范围0≤xidx≤0.73、0≤yidx≤0.83。如果欲得到具有0.001精确度的色坐标，则对应的频谱参数λ0及Δλf需约3×105个((1/2)×(0.73/0.001)×(0.83/0.001)≈3×105)。然而，以LED而言，其半功率全波宽约仅50nm，占可见光波宽350nm的1/7，因此对应LED的频谱参数λ0及Δλf仅需约5×104个。以LED的中心波长λ0介于400nm至700nm之间，半功率全波宽Δλf介于20nm至50nm之间为例，当以0.25nm为中心波长λ0变化间距、0.5nm为半功率全波宽Δλf变化间距，则将建构出具有8×104个频谱参数λ0及Δλf的对照表126((350/0.25)×(30/0.5)≈8×104)。此数值大于5×104，也即依此变化间距建立的对照表126可提供高于0.001精确度的色坐标。当然，如果欲获得更精确的色坐标，则可借由缩小中心波长λ0及半功率全波宽Δλf的变化间距达成。
请参阅图4，图4示出根据第一优选具体实施例的光源测量方法流程图。根据第一优选具体实施例，本发明的光源测量方法首先感光模块14感测待测光源3发射的光线，该光线经过滤光元件142过滤，感光元件144吸收该过滤的光线并产生光电转换信号至处理模块122以产生三个实际刺激值XM、YM及ZM，处理模块122并进一步计算出对应的实际色坐标xM及yM，如步骤S200所示。其中，实际色坐标xM及yM与实际刺激值XM、YM及ZM的关系如下 接着，处理模块122根据实际色坐标xM及yM及对照表126，决定匹配实际色坐标xM及yM的至少一对照色坐标xidx及yidx，如步骤S202所示。再接着，处理模块122根据对应该匹配的至少一对照色坐标xidx及yidx的至少一该频谱参数λ0及Δλf，决定一待测光源频谱参数
及
，如步骤S204所示。待测光源频谱参数
及
即可代表待测光源3的频谱特征，也即待测光源3得以模拟光源频谱
表示，其中As为待测光源3的频谱幅值。
补充说明的是，前述匹配不以值完全相同为必要，如果与某一个对照色坐标xidx及yidx相距一预定可容许差值之内，也得视为与该对照色坐标xidx及yidx相匹配；换句话说，于此情形，每一个对照色坐标xidx及yidx均有一定的涵盖范围，当实际色坐标xM及yM落于某个对照色坐标xidx及yidx的涵盖范围内，即可视为与该对照色坐标xidx及yidx匹配。另外如果实际色坐标xM及yM落于两个对照色坐标xidx及yidx之间，也得视为与所述两个对照色坐标xidx及yidx匹配。匹配的至少一对照色坐标xidx及yidx将作为步骤S204决定待测光源频谱参数
及
的依据；也就是说，于步骤S204中所需据以决定待测光源频谱参数
及
的对照色坐标xidx及yidx，均需于步骤S202中先决定出来，并将所述多个对照色坐标xidx及yidx视为与实际色坐标xM及yM匹配。
例如，如果实际色坐标xM及yM落于表1中的对照色坐标x2及y2与对照色坐标x3及y3之间，也即xM位于x2与x3之间，并且yM位于y2与y3之间。对照色坐标x2及y2与x3及y3分别对应表1中的频谱参数λ2及Δλ2与频谱参数λ3及Δλ3，以线性内插以决定对应实际色坐标xM及yM的频谱参数，即待测光源频谱参数
及
，其计算关系式如下 当然，本发明不以线性内插法为限，也得以其他计算关系式求出，而关系式中引用的对照色坐标x2、y2、x3及x3则视为匹配实际色坐标xM及yM。原则上，如果对照色坐标xidx及yidx取样的间隔足够小，线性内插可获致不错的精确性。
请续参阅图4。如步骤S206所示，处理模块122也根据待测光源频谱参数
及
、实际配色函数
及
及标准配色函数
及
，计算出三个误差值ΔX、ΔY及ΔZ，其计算关系式如下 其中 其中XMS、YMS及ZMS即为根据待测光源频谱参数
及
而建构关于待测光源3的模拟光源频谱
于标准配色函数
及
下的标准刺激值；XSIM、YSIM及ZSIM即为模拟光源频谱
于实际配色函数
及
下的模拟刺激值；此外，上述频谱幅值As也得由YM除以
的积分值或由ZM除以
的积分值获得，当然实际上由上述三种计算所得的As可能会有所不同，但可由平均值决定。
因此，如步骤S208所示，处理模块122利用该三个误差值ΔX、ΔY及ΔZ修正该三个实际刺激值XM、YM及ZM，计算出关于待测光源3的估计色坐标xEST、yEST及zEST，其计算关系式如下 xEST＝(XM+ΔX)/(XM+ΔX+YM+ΔY+ZM+ΔZ)； yEST＝(YM+ΔY)/(XM+ΔX+YM+ΔY+ZM+ΔZ)； zEST＝(ZM+ΔZ)/(XM+ΔX+YM+ΔY+ZM+ΔZ)。
上述估计色坐标xEST、yEST及zEST即为光源测量系统1最后输出的色坐标测量结果。此外，于上述步骤S206中，如果三个误差值定义为
及
则于上述步骤S208中，关于待测光源3的估计色坐标xEST、yEST及zEST可由下述计算关系式得到 于后述的误差值
及
中，因其无关于待测光源3的频谱幅值As，故其可事先对应不同的频谱参数λ0及Δλf计算出来形成一误差修正参数，并整合于对照表126中，如下表2所示 表2并误差修正参数对应频谱参数的对照表
其中
等为参考误差值，其计算关系式与前述
及
相同，并非使用特定的待测光源频谱参数
及
的光源频谱模型
，而是对应不同的频谱参数λ0及Δλf的光源频谱模型St(λ，λ0，Δλ)来计算，此计算的实施可并入图3中步骤S104，于此不再赘述。
借由使用上述对照表126(即表2)，于前述步骤S204中，利用决定待测光源频谱参数
及
的逻辑，处理模块122根据对应匹配的至少一频谱参数λ0及Δλf的至少一误差修正参数，决定出三个误差值
及
，进而作为修正实际刺激值XM、YM及ZM的依据，并进一步计算出关于待测光源3的估计色坐标xEST、yEST及zEST。
根据前述的第一优选具体实施例，光源测量系统1利用模拟光源频谱
(或St
)分别与实际配色函数
及
及标准配色函数
及
计算所形成的误差值ΔX、ΔY及ΔZ，以修正实际刺激值XM、YM及ZM，进而计算出估计色坐标xEST、yEST及zEST。但本发明不以此为限。请参阅图4及图5，图5示出根据本发明的第二优选具体实施例的光源测量方法流程图。与第一优选具体实施例不同之处在于第二优选具体实施例的光源测量方法于步骤S204处理模块122决定待测光源频谱参数
及
之后，处理模块122即直接根据待测光源频谱参数
及
与标准配色函数
及
，计算出三个模拟标准刺激值
及
，如步骤S206a所示，其计算关系式如下述 处理模块122进一步直接根据模拟标准刺激值
及
，计算出估计色坐标xEST、yEST及zEST，如步骤S208a所示，其计算关系式如下述 补充说明的是，上述计算方式虽与步骤S208所示的不同，但均为表达光源测量系统1关于待测光源3的估计色坐标xEST、yEST及zEST，故以相同的符号表达。此外，由于估计色坐标xEST、yEST及zEST为无因次，所以上述模拟标准刺激值
及
虽不含频谱幅值As仍可借其以计算出估计色坐标xEST、yEST及zEST；换句话说，可预先计算一些参考色坐标xref及yref，作为计算估计色坐标xEST、yEST及zEST之用。
请参阅图6，图6示出根据本发明的第三优选具体实施例的建构光源测量对照表的方法流程图。与图3的建构光源测量对照表的方法的不同之处即在于对照表126进一步包含多个参考色坐标xref及yref，每一个参考色坐标xref及yref对应一个频谱参数λ0及Δλf，也即对应一个对照色坐标xidx及yidx。如步骤S106所示，本发明的建构光源测量对照表的方法进一步包含根据标准配色函数
及
，对应每一个频谱参数λ0及Δλf计算出三个参考标准刺激值
及
，并进一步计算出参考色坐标xref及yref。前述计算关系式如下 根据上述计算，计算出的对照表126示意如下表3 表3并参考色坐标对应频谱参数的对照表 请参阅图4及图7，图7示出根据第三优选具体实施例的光源测量方法流程图。与第一优选具体实施例不同之处在于，第三优选具体实施例的光源测量方法于步骤S204a中，处理模块122根据对应匹配的对照色坐标xidx及yidx的至少一参考色坐标xref及yref，直接决定关于待测光源3的估计色坐标xEST、yEST及zEST。关于决定待测光源频谱参数
及
的说明也适用于步骤S204a中估计色坐标xEST、yEST及zEST的决定逻辑，故不再赘述。补充说明的是，虽然单纯地决定估计色坐标xEST、yEST及zEST可不涉及测待光源频谱参数
及
的求取，因此对照表126中可不显示对应的频谱参数λ0及Δλf，是于决定待测光源3的估计亮度IEST时，待测光源频谱参数
及
仍需被求出，故表3仍显示出频谱参数λ0及Δλf与对照色坐标xidx及yidx及参考色坐标xref及yref的对应关系。
前述是关于估计色坐标xEST、yEST及zEST的说明，接下来将说明估计亮度IEST。请参阅图8，图8示出基于第一优选具体实施例的光源测量方法流程图。由于色坐标与亮度可分别处理，故于图8中仅显示关于估计亮度IEST的光源测量方法流程图。于步骤S204完成后，已获得的数据包含实际刺激值XM、YM及ZM、待测光源频谱参数
及
(或谓模拟光源频谱
)及计算过程中的值等等，例如误差值ΔX、ΔY及ΔZ(或
及
)、频谱幅值As等，视选用不同的色坐标测量方法而有所不同。根据CIE 1931所规定的，亮度定义为标准配色函数
与待测光源的积分值，因此本发明的光源测量方法接着包含处理模块122根据待测光源频谱参数
及
及对应标准配色函数
的实际配色函数
，计算出模拟刺激值
，如步骤S210所示。前述计算关系式如下 如步骤S212所示，处理模块122根据待测光源频谱参数
及
、前述实际配色函数
及对应的标准配色函数
，计算出误差值
(计算关系式可参考关于步骤S204的说明
)。接着，如步骤S214所示，处理模块122根据误差值
与模拟刺激值
的比值及对应的实际刺激值YM，计算出关于待测光源3的估计亮度IEST，其计算关系式如下 同样地，误差值
与频谱幅值As无关，故可事先对应每一个频谱参数λ0及Δλf计算出参考误差值并列于对照表126中，如下表4所示 表4并误差修正参数对应频谱参数的对照表
同理，借由使用上述对照表126(即表4)，于前述步骤S212中，利用决定待测光源频谱参数
及
的逻辑，处理模块122根据对应匹配的至少一频谱参数λ0及Δλf的至少一参考误差值，决定出误差值
。如果比较表2及表4，即可知表4的参考误差值实仅为表2的误差修正参数的一参考误差值，故表4实可整合于表2之中，并于依上式计算估计亮度IEST时，仅需再计算出模拟刺激值
即可轻易地计算估计亮度IEST。
此外，模拟刺激值
也与频谱幅值As无关，故也可并误差值
事先对应每一个频谱参数λ0及Δλf计算其参考比值.
其中
及
为针对每一个频谱参数λ0及Δλf计算的值并列于对照表中126，如下表5所示 表5并参考比值对应频谱参数的对照表 其中利用决定待测光源频谱参数
及
的逻辑，处理模块122根据对应匹配的至少一频谱参数λ0及Δλf的至少一参考比值，决定出一特定的比值。因此，估计亮度IEST可推导为IEST＝YM×(1+γ*)。
进一步来说，如果将(1+γ*)视为一特定的调整系数k*，估计亮度IEST则可进一步简化为IEST＝YM×k*。同样地，可事先对应每一个频谱参数λ0及Δλf计算其参考调整系数k，并列于对照表126中，如下表6所示 表6并参考调整系数对应频谱参数的对照表 同样地，利用决定待测光源频谱参数
及
的逻辑，处理模块122根据对应匹配的至少一频谱参数λ0及Δλf的至少一参考调整系数k，决定出一特定的调整系数k*，进而计算出估计亮度IEST。
请参阅图9，图9示出根据另一具体实施例的光源测量方法流程图。图9与图8所示的流程图不同之处在于于步骤212a中，处理模块122不再计算前述误差值
，而是直接计算模拟标准刺激值
(计算关系式可参考关于步骤S206a的说明
于步骤214a中，处理模块122则根据模拟标准刺激值
与模拟刺激值
的比值及对应的实际刺激值YM，计算出关于待测光源3的估计亮度IEST，其计算关系式如下述 同样地，模拟标准刺激值
与模拟刺激值
均与频谱幅值As无关，故可事先对应每一个频谱参数λ0及Δλf计算出其比值并列于对照表126中。事实上，因此，可对每一个频谱参数λ0及Δλf计算出对应的参考标准刺激值
(可参考关于步骤S106的说明
)与参考刺激值(也即步骤S104中的对照刺激值
)，并将其比值(实际上等于前述参考调整系数k)并入对照表126，如同前述表6所示。特定比值(即调整系数k*)的决定、估计亮度IEST的计算，也如前述，故不再赘述。
请参阅图10，图10示出根据本发明的第四优选具体实施例的光源测量方法流程图。与图9所示的光源测量方法不同之处在于，图10所示的光源测量方法并不去直接修正实际刺激值YM，而是去找出关于待测光源3的频谱幅值As，如图10的步骤S210a所示；再并已于估计色坐标xEST、yEST及zEST决定过程中已寻得的待测光源频谱参数
及
及标准配色函数
，计算出估计亮度IEST，如步骤214b所示。
详细来说，根据待测光源频谱参数
及
而建构关于待测光源3的模拟光源频谱
于实际配色函数
下的模拟刺激值YSIM，得以下式表示 由于光源频谱模型St(λ，λ0，Δλ)基于待测光源3所建构，其具有相当高的代表性可代表实际的待测光源3的频谱特性，因此，模拟刺激值YSIM基本上可代表实际刺激值YM，进而可求出频谱幅值As，如下式 当然，也得由XM除以
的积分值或由ZM除以
的积分值获得，当然实际上由上述三种计算所得的As可能会有所不同，但可由平均值决定。于求得频谱幅值As后，即可径依下式计算出估计亮度IEST 前述各具体实施例虽分别说明估计色坐标xEST、yEST及zEST及估计亮度IEST的决定过程，于实际运用上，可分别组合使用，不限于上述具体实施例。另外，上述虽以单一待测光源为例，但于实际运用上，也可同时进行多光源测量。
请参阅图11，图11示出根据本发明的第五优选具体实施例的光源测量系统5的示意图。光源测量系统5包含透镜52、滤光转盘54、影像感测装置(例如电荷耦合影像感测装置(Charge-Coupled-Device，CCD)56)、处理模块(未示出于图中)及存储模块(未示出于图中)。光源测量系统5可用于测量具有多个待测光源的发光装置，例如液晶显示装置(Liquid-Crystal Display，LCD)7。由LCD 7发射的光线经过透镜52，再经滤光转盘54滤光，最后成像于CCD56。滤光转盘54包含四个滤光片，其与透镜52、CCD 56的频谱响应组合即如前述实际配色函数
及
，其中两个滤光片将与透镜52、CCD 56的频谱响应组合合成实际配色函数
。光源测量系统5也包含一光闸58(optical shutter)，用以控制光线的进入与否。
LCD 7通常以二维设置，所述多个待测光源成像于CCD 56上的影像也为二维设置，而CCD 56包含多个感光单元(未标示于图中)，可分别感光并传送光电转换信号至处理模块进行处理。对于光电转换信号的处理(例如产生实际刺激值)及其后续估计色坐标、估计亮度的决定过程也如前述各实施例的说明，在此不再赘述。虽然LCD 7的每一个待测光源的影像不必然仅对应一个感光单元，但可经由影像像素处理以鉴别出每一个待测光源，并计算出对应的估计色坐标、估计亮度。原则上，CCD 56的感光单元配置密度通常远高于LCD 7的待测光源的配置密度，故对于所述多个待测光源CCD 56可提供相当高的鉴别度；换句话说，光源测量系统5可根据前述各具体实施例中测量单一光源的方法，测量出对应每一个感光单元的影像的估计色坐标及估计亮度，进一步利用软件计算出各个光源所对应影像上的平均色坐标或其色轮廓(Color-profile)，进而精确计算出关于待测光源的估计色坐标及估计亮度。
补充说明的是，前述是以二维设置的待测光源为例，所以当然适用于一维设置的待测光源，不待赘述，例如沿直线或曲线排列的LED光源。另外值得一提的是，虽然CCD 56的感光单元的频谱响应大致相同，但因设置在不同位置，受到透镜52、滤光片等元件的光学效果的影响，而会有不同的感光度。因此，光源测量系统5可先执行平场调校(Flat-field calibration)，也即利用一非常均匀的光源照射每一个感光单元，读出此时各感光单元的感应大小，再根据其差异，对应每一个感光单元做出一平场调校系数，以补偿此感光度上的差异。所述多个平场调校系数可制成一感光调整表，并入前述对照表126中。因此，于处理各感光单元所产生的光电转换信号前，先以对应的平场调校系数对该光电转换信号进行补偿，再进行信号处理及后续的估计色坐标及估计亮度的相关计算；或是先直接处理光电转换信号并进行后续的计算，但针对估计亮度的计算则需以对应的平场调校系数予以修正。
综上所述，本发明的光源测量系统及光源测量方法利用可用来代表待测光源的光源频谱模型所建构出的对照表，以简单的查表、计算步骤，即可决定出关于待测光源的频谱参数、高精确度的色坐标及亮度等等。简单来说，对于已知的待测光源的频谱特性，即可事先建构对照表，以连结实际测量系统与标准测量系统间的测量关联，借此可免去解析实际测量系统与标准测量系统间的测量误差的问题，而仍能保有相当高精确度的色度值测量。
借由以上优选具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭示的优选具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的范畴内。
权利要求
1.一种光源测量方法，用以根据一对照表以一光源测量系统测量一待测光源，该对照表包含基于一光源频谱模型的多个频谱参数及多个对照色坐标，每一个对照色坐标对应所述多个频谱参数其中之一，该光源测量方法包含下列步骤
以该光源测量系统测量该待测光源以得到三个实际刺激值并计算出一实际色坐标；
根据该实际色坐标及该对照表，决定匹配该实际色坐标的至少一所述对照色坐标；以及
根据对应该匹配的至少一对照色坐标的至少一所述频谱参数，决定一待测光源频谱参数。
2.如权利要求1所述的光源测量方法，进一步包含
测量该光源测量系统以得到三个实际配色函数；以及
根据所述三个实际配色函数及所述多个频谱参数，计算出对应的所述多个对照色坐标。
3.如权利要求1所述的光源测量方法，其中该光源频谱模型包含一中心波长变量以及一半功率全波宽变量。
4.如权利要求1所述的光源测量方法，进一步包含
根据该待测光源频谱参数、所述三个实际配色函数及三个标准配色函数，计算出三个误差值；以及
利用所述三个误差值修正所述三个实际刺激值，计算出关于该待测光源的一估计色坐标。
5.如权利要求1所述的光源测量方法，其中所述三个实际刺激值分别对应关于该光源测量系统的三个实际配色函数，以及该光源测量方法进一步包含
根据该待测光源频谱参数及所述三个实际配色函数其中之一，计算出一模拟刺激值；
根据该待测光源频谱参数、一标准配色函数及该实际配色函数，计算出一误差值；以及
根据该误差值与该模拟刺激值的比值及对应该实际配色函数的该实际刺激值，计算出关于该待测光源的一估计亮度。
6.一种光源测量方法，用以根据一对照表以一光源测量系统测量一待测光源，该对照表包含基于一光源频谱模型的多个频谱参数、多个对照色坐标及多个参考色坐标，每一个频谱参数分别对应所述多个对照色坐标其中之一及所述多个参考色坐标其中之一，该光源测量方法包含下列步骤
以该光源测量系统测量一待测光源以得到三个实际刺激值并计算出一实际色坐标；
根据该实际色坐标，决定匹配该实际色坐标的至少一所述对照色坐标；以及
根据对应该匹配的至少一对照色坐标的至少一所述参考色坐标，决定出关于该待测光源的一估计色坐标。
7.如权利要求6所述的光源测量方法，进一步包含
测量该光源测量系统以得到三个实际配色函数；
根据所述三个实际配色函数及所述多个频谱参数，计算出对应的所述多个对照色坐标；以及
根据三个标准配色函数及所述多个频谱参数，计算出对应的所述多个参考色坐标。
8.如权利要求6所述的光源测量方法，其中该对照表进一步包含多个参考调整系数，每一个参考调整系数对应所述多个参考色坐标其中之一，以及该光源测量方法进一步包含
根据对应该匹配的至少一参考色坐标的至少一所述参考调整系数，决定一调整系数；以及
根据所述三个实际刺激值其中之一及该调整系数，计算出关于该待测光源的一估计亮度。
9.一种光源测量系统，包含
一感光模块，包含一滤光元件及一感光元件，该感光模块用以同时感测至少一待测光源以对应每一个待测光源产生三个实际刺激值；
一存储模块，用以存储一对照表，该对照表包含基于一光源频谱模型的多个频谱参数及多个对照色坐标，每一个对照色坐标对应所述多个频谱参数其中之一；以及
一处理模块，电性连接该感光模块及该存储模块，该处理模块根据基于该感光模块的感测的所述多个实际刺激值并对应每一个待测光源计算出一实际色坐标，接着该处理模块根据该对照表，决定匹配该实际色坐标的至少一所述对照色坐标，再根据对应该匹配的至少一对照色坐标的至少一所述频谱参数，决定一待测光源频谱参数。
10.如权利要求9所述的光源测量系统，其中该感光元件包含多个感光单元，以一维或二维阵列排列，该存储模块进一步存储一感光调整表，该感光调整表包含多个平场调校系数，每一个感光单元对应所述多个平场调校系数其中之一，该处理模块于计算该实际色坐标之前，根据该感光调整表的所述多个平场调校系数调整对应该实际色坐标的所述多个实际刺激值。
全文摘要
本发明揭示了一种建构光源测量对照表的方法、光源测量方法及光源测量系统。该建构光源测量对照表的方法是利用一光源频谱模型的频谱参数、关于该光源测量系统的三个实际配色函数及三个标准配色函数，对应每一个频谱参数计算出一对照色坐标及一参考色坐标，以建立一对照表。该光源测量方法先以该光源测量系统测量一待测光源以得到实际刺激值，并计算出一实际色坐标；接着比对实际色坐标及对照色坐标，以决定关于该待测光源的一待测光源频谱参数及一估计色坐标；进一步利用该待测光源频谱参数、标准配色函数及实际刺激值，计算出一估计亮度。本发明对具有可模型化频谱特征的光源，可有效且高精确度地测量出其色度。
文档编号G01J1/00GK101799328SQ20091000588
公开日2010年8月11日 申请日期2009年2月10日 优先权日2009年2月10日
发明者王遵义, 冯清章, 张志交 申请人:致茂电子股份有限公司