大尺寸彩色LED显示屏视觉舒适性的研究

采用国际通用的心理物理学实验,通过对点间距为1.67mm,总尺寸为1600mm×1200mm的大尺寸彩色LED显示屏进行视觉舒适性的主观评价实验,得到了不同环境照度下的LED显示屏的最佳显示亮度的主观实验数据。采用数据拟合等算法建立了与环境照度相匹配的大尺寸彩色LED显示屏亮度调节模型,实现了将主观实验数据客观化。实验结果表明:拟合数据模型与实验数据吻合较好,该模型能较好地反映环境照度与大尺寸彩色LED显示屏最佳显示亮度的对应关系;采用该数据模型,在同等观看条件下,大尺寸彩色LED显示屏与液晶LCD电视的视觉舒适性没有明显差异。

紫外辐射消毒中UVC辐射照度的测量与溯源

紫外消毒是灭活新型冠状病毒COVID-19的有效方法之一,具有高效、广谱、彻底、无抗药和无二次污染等优点。紫外消毒的效果取决于微生物所接受到的紫外辐射波长和辐射剂量等因素。准确的紫外辐射照度测量和控制合适的UVC紫外辐射剂量是达到有效杀菌消毒效果的重要条件。紫外辐射剂量不足不能有效杀灭病毒,过量则造成能源浪费、物品老化甚至人体伤害。本文介绍了紫外辐射的波长划分、紫外消毒的原理、紫外辐射剂量、紫外消毒(杀菌)灯和紫外辐射照度计的选择和使用方法。研究表明:对于不同的紫外辐照水平,UVC消毒所需的紫外辐射剂量存在较大差异。因此紫外消毒时不仅要考虑紫外辐射剂量,还要关注紫外辐射照度的强弱。建议尽快开展紫外辐射照度水平与新型冠状病毒COVID-19紫外消毒效果的定量化研究。

红外光谱辐射亮度测量中温度均匀性和源尺寸效应的研究

在已有的紫外、可见和近红外波段的光谱辐射亮度国家基准的基础上,将光谱辐射亮度的测量范围向红外波段扩展,建立2μm^14μm红外光谱辐射亮度计量基准装置,可为遥感对地观测、气候变化、目标识别、材料发射率测量等领域的红外光谱辐射定标提供技术支撑。针对红外光谱辐射亮度测量中的温度均匀性和源尺寸效应进行研究,通过定制光阑或限制所用腔口位置实现了温度均匀性的提升;采用光学仿真、增加光阑和简化光路等方法进行了系统源尺寸效应的分析和抑制,有效地降低了源尺寸效应的不确定度。下一步将对系统的非线性效应等参数进行研究,并对整套系统的不确定度进行评估。

光谱辐射照度量值复现中计算大口径固定点黑体拐点温度的新方法

我国光谱辐射照度基准量值复现的理论基础是普朗克定律,它揭示了波长、温度和光谱辐射照度之间存在着精确的定量关系。采用比较法、通过卤钨灯来进行光谱辐射照度量值的保存与传递。其中,黑体的温度测量在量值复现中是最主要的不确定来源。以往都是采用变温黑体作为量值复现的辐射源,其温度通过高温计溯源至温标固定点黑体。为满足我国对地观测、气象遥感、应对气候变化、海洋水色等领域对光谱辐射照度高精度的测量需求,中国计量科学研究院NIM建立了一套14 mm大口径钨碳-碳WC-C高温固定点黑体系统,作为基准辐射源直接复现光谱辐射照度量值,进一步缩短了量值溯源链,减少了温度测量误差。实验中高温计用来测量黑体的相对温度,采用固定点熔化温坪曲线的拐点POI值校准后得到温度绝对值。因此拐点POI的合理评估计算就十分重要。与小口径WC-C固定点黑体不同,大口径固定点的熔化温坪曲线的持续时间更长,但温度起伏也更大,因此广泛用于小口径固定点的传统拐点POI算法不再适用。提出了一种可筛选多次拟合法,用于计算大口径固定点黑体的拐点温度。采用3 mm小口径WC-C和Re-C固定点对新方法的有效性进行验证,结果表明新方法与三种传统方法的平均值的最大偏差为-0.007和-0.001 K,在500 nm引入的光谱辐射照度测量误差分别为0.0022%和0.0003%。进一步采用14 mm大口径WC-C大口径固定点对新方法的稳健性进行验证。分析比较了筛选条件、数据平滑处理、拟合范围对拐点POI计算结果的影响,新方法和三种传统POI计算方法的最大影响量分别为0.001和0.633 K,在500 nm引入的光谱辐射照度不确定度分别为0.0003%和0.20%。所提出的新方法能够有效减小外界因素引入的温度误差,进一步提升光谱辐射照度量值的复现准确度,更适用于大口径高温固定点黑体拐点温度的计算。

紫外LED计量标准装置的建立

针对紫外LED辐射度的计量需求,建立了紫外LED辐射度计量标准装置。利用该装置可对紫外LED、紫外标准灯等紫外辐射源的各辐射参数(包括光谱辐射照度、曝辐射量、光谱辐射通量、平均辐射强度等)进行测量,并进一步推导出峰值波长、中心波长、带宽、相对光谱分布、光子通量、光子通量密度、外量子效率、紫外危害等参数的值。紫外LED计量标准装置采用基准级光谱辐射计,以及自主设计研制的测量系统与控制系统。200~450 nm光谱辐射照度的合成标准不确定度为3.3%~0.6%;200~450 nm光谱辐射通量的合成标准不确定度为3.4%~0.8%。此计量标准装置的建立,填补了紫外光谱辐射通量这一计量参数的空白,大幅提升了紫外辐射照度的测量不确定度水平,为紫外固化、紫外消毒杀菌等应用领域提供可靠的计量溯源。

三维空间中不同线索对物体深度感知的影响

通过在虚拟三维空间中构建基于双目视差和运动像差的不同深度的柱形面,使被试者在三维空间中行走运动,采用心理物理学的固定值刺激法,获取被试者在不同观察距离下基于双目视差线索、运动像差线索,以及两种线索同时作用时的深度感知数据,研究双目视差线索和运动像差线索对人眼深度感知的影响。结果表明:在不同的观察距离下,双目视差线索和运动像差线索对人眼的深度感知有不同的影响;在远距离观察条件下,运动像差线索对深度感知的权重比在近距离观察条件下大;而在近距离观察条件下,两种线索同时作用时对深度感知没有促进作用,并且运动像差线索对深度感知的作用较小。