与LED有关的光度学、色度学基础知识.pdf

20112011- -1212- -2727 厦门华联电子有限公司厦门华联电子有限公司厦门华联电子有限公司厦门华联电子有限公司 与LED有关的光度学、色度学 基础知识 与LED有关的光度学、色度学 基础知识 Summer 20112011- -1212- -27272 of 75 目录目录 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 1 波长与光谱分布波长与光谱分布 2 色品图与色温色品图与色温 3 色坐标分档色坐标分档 4 显色指数显色指数 5 20112011- -1212- -27273 of 75 目录目录 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 1 波长与光谱分布波长与光谱分布 2 色品图与色温色品图与色温 3 色坐标分档色坐标分档 4 显色指数显色指数 5 20112011- -1212- -27274 of 75 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 10 nm10 nm 6 6 电磁波频谱电磁波频谱电磁波频谱电磁波频谱可见光的波长可见光的波长可见光的波长可见光的波长 20112011- -1212- -27275 of 75 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 电磁波频谱电磁波频谱电磁波频谱电磁波频谱红外线的波长红外线的波长红外线的波长红外线的波长 20112011- -1212- -27276 of 75 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 850nm 940nm LED红外线波长 30000 1000000 3000300007603000医学领域 4000100003000400010003000按红外光谱划分 8000140003000500010003000 按大气的 三个波段划分 远红外线区远红外线区 nm 中间红外线区中间红外线区 nm 近红外线区近红外线区 nm 红外线分类红外线分类 红外线的波段划分红外线的波段划分红外线的波段划分红外线的波段划分 20112011- -1212- -27277 of 75 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 平面角和立体角平面角和立体角 在光度学物理量的基本定义中都要引用到立体角这一概念，而且立体角在照明计算中也经常用到在光度学物理量的基本定义中都要引用到立体角这一概念，而且立体角在照明计算中也经常用到 A s A r (b) o l o B (a) A r = r l = 2 r S 平面角和立体角平面角和立体角平面角和立体角平面角和立体角 当S=时，当S=时，S对应的立体角为单位立体角，称为球面度（对应角度），以符号对应的立体角为单位立体角，称为球面度（对应角度），以符号sr表示。表示。 2 r 围绕球心O点的总立体角=4 sr；围绕一点光源的立体角就等于4 sr。 20112011- -1212- -27278 of 75 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 有关辐射的几个定义有关辐射的几个定义有关辐射的几个定义有关辐射的几个定义 1、辐射能（Qe）：1、辐射能（Qe）：以辐射形式发射、传播或接受的能量，单位J，焦耳； radiant energy 2、辐射通量（ radiant energy 2、辐射通量（e e）：）：又称辐射功率(radiant power)，以辐射形式发射、传播或接 radiant fluxradiant flux收的功率，单位W，瓦；e= =d dQe/dt；即单位时间内接受的辐 射能； 3、辐射强度（I3、辐射强度（Ie e）：）：在给定的方向上的立体角元（d ）内，离开点辐射源的辐 radiant intensityradiant intensityde与d 的比值。单位：的比值。单位：W/W/srsr； Ie= Ie= de/d；即单位立体角的辐射通量。；即单位立体角的辐射通量。 d d d de S S 点辐射源的辐射强度点辐射源的辐射强度 20112011- -1212- -27279 of 75 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 2 r 4、辐射出射度（M4、辐射出射度（Me e）：）：单位面积辐射源所发射的辐射通量，Me=Me=de/d dS S，单位，单位:W/m:W/m radinatradinatradinatradinat exitanceexitanceexitanceexitance 有关辐射的几个定义有关辐射的几个定义有关辐射的几个定义有关辐射的几个定义 2 2 2 2 dSdS de S S dAdA de A A 5、辐射亮度（L5、辐射亮度（Le e）：）：L L e e = =dIe/dScosdScos，单位：，单位：W/(W/(srsrm m ) ) radianceradianceradianceradiance de d d dSdS S S MeLeEe 6、辐射照度（E MeLeEe 6、辐射照度（Ee e）：）：单位面积所接收的辐射通量，E E e e = =de/dAdA，单位：，单位：W/mW/m irradianceirradianceirradianceirradiance 2 2 20112011- -1212- -272710 of 75 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 辐射能与光辐射能与光 辐射度量与光度量的对应和转换辐射度量与光度量的对应和转换辐射度量与光度量的对应和转换辐射度量与光度量的对应和转换 辐射量与光度量都是与能量有关的量。辐射量与光度量都是与能量有关的量。 辐射量是物理的、客观的，辐射量是物理的、客观的， 表示某辐射源客观上发射出的辐射能的大小；表示某辐射源客观上发射出的辐射能的大小； 光度量是生理的，主观的，光度量是生理的，主观的， 表示人的视觉系统主观上感受到的那部分光辐射能的强表示人的视觉系统主观上感受到的那部分光辐射能的强 度，只针对可见光范围内的辐射能量。度，只针对可见光范围内的辐射能量。 20112011- -1212- -272711 of 75 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 Km 最大光谱光效能= 683 lm/W，对应波长=555nm 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 400500600700nm （ ） 作为光度量客观评价的 物理量，必须要规定和使用 世界上认可并适用的 作为光度量客观评价的 物理量，必须要规定和使用 世界上认可并适用的标准标准人 眼和它的光谱灵敏度数值， 这就是目前已被公认的光谱 光效率（）也称 人 眼和它的光谱灵敏度数值， 这就是目前已被公认的光谱 光效率（）也称视见函 数 视见函 数 辐射辐射辐射辐射度度度度量与光度量的对应和转换量与光度量的对应和转换量与光度量的对应和转换量与光度量的对应和转换 转换公式转换公式转换公式转换公式 20112011- -1212- -272712 of 75 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 辐射度量与光度量的对应和转换辐射度量与光度量的对应和转换辐射度量与光度量的对应和转换辐射度量与光度量的对应和转换 辐射能Q辐射能Qe e，单位 J，单位 J光量Q光量Qv v，单位 ms，单位 ms 辐射通量辐射通量e e，单位 J/s，单位 J/s光通量光通量v v，单位lm，单位lm 辐射强度Ie，单位W/sr辐射强度Ie，单位W/sr 辐射出射度Me，单位W/m辐射出射度Me，单位W/m 辐射照度Ee，单位W/m辐射照度Ee，单位W/m 2 2 2 2 光强I光强Iv v，单位cd (lm/sr)，单位cd (lm/sr) 光出射度M光出射度Mv v，单位lm/m，单位lm/m 光照度E光照度Ev v，单位lux，单位lux 2 2 辐射亮度Ee，单位W/m辐射亮度Ee，单位W/m光亮度L光亮度Lv v单位 lm/m 单位 lm/m 2 2 2 2 20112011- -1212- -272713 of 75 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 有关光度量的几个定义有关光度量的几个定义有关光度量的几个定义有关光度量的几个定义 1、光量（Qv）：1、光量（Qv）：光的数量，单位：lms quantity of light 2、光通量（Qv）：2、光通量（Qv）：光源在单位时间内发出的光量的总和，单位：lm luminous flux 3、发3、发光强光强度（Iv）：度（Iv）：光源在特定方向上单位立体角内所发射的光通量， luminous intensity 单位：cd（candela，坎德拉），lm/sr 4、光出射度（Mv）：4、光出射度（Mv）：单位面积光源发出的光通量，单位：lm/m luminous exitance 5、光照度（Ev）：5、光照度（Ev）：被照物体单位面积接收到的光通量， illuminance单位：lux（勒克斯），lm/m 6、光亮度（Lv）：6、光亮度（Lv）：光源在每单位面积上的发光强度，单位：cd/m luminance 2 2 2 2 2 2 20112011- -1212- -272714 of 75 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 光通量的实例数值光通量的实例数值光通量的实例数值光通量的实例数值 10500100W高压钠灯 200036W节能灯 90018W节能灯 1000100W白炽灯 54060W白炽灯 光通量（lm）光源光通量（lm）光源 20112011- -1212- -272715 of 75 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 光照度的实例数值光照度的实例数值光照度的实例数值光照度的实例数值 100000正午露天地面的照度 100010000夏天太阳不直接照到露天的地面照度 200事业部办公桌面照度 0.2满月时，地面上产生的光照度 0.0003无月亮的夜晚，光在地面上产生的光照度 光照度（lux）场景描述光照度（lux）场景描述 20112011- -1212- -272716 of 75 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 光亮度的实例数值光亮度的实例数值光亮度的实例数值光亮度的实例数值 10人眼能看到的最小阈值 10没有月亮的夜空 2500地球上看到的满月表面 810乙炔焰 500150010钨丝白炽灯 19010在地面上看到的太阳 光亮度（cd/m ）场景描述光亮度（cd/m ）场景描述 7 7 4 4 4 4 - -4 4 - -6 6 2 2 20112011- -1212- -272717 of 75 目录目录 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 1 波长与光谱分布波长与光谱分布 2 色品图与色度量色品图与色度量 3 色坐标分档色坐标分档 4 显色指数显色指数 5 20112011- -1212- -272718 of 75 波长与光谱分布波长与光谱分布 波长及波长范围波长及波长范围波长及波长范围波长及波长范围 可见光、红外光是一种可见光、红外光是一种电磁波电磁波，具有波长特性；，具有波长特性； 可见光波长范围：可见光波长范围：380nm380nm780nm780nm（800nm800nm）；）； 红外光波长范围：红外光波长范围：780nm780nm1mm1mm；人体辐射波长：；人体辐射波长：9650nm9650nm；LEDLED：850nm850nm，940nm940nm 几乎不存在单一波长的光，绝大部分光由各种波长的光线组成，各波长的辐射几乎不存在单一波长的光，绝大部分光由各种波长的光线组成，各波长的辐射 强度不尽相同强度不尽相同 可见光波长不同的引起人眼的颜色感觉不同：可见光波长不同的引起人眼的颜色感觉不同： 780nm780nm630nm630nm: :红色；红色；630nm630nm600nm600nm: :橙色；橙色；600nm600nm570nm570nm: :黄色；黄色；570nm570nm500nm500nm: :绿色；绿色； 500nm500nm470nm470nm: : 青色；青色；470nm470nm420nm420nm: :青色；青色；420nm420nm380nm380nm: :紫色。紫色。 20112011- -1212- -272719 of 75 波长与光谱分布波长与光谱分布 光谱：光谱：是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色 光按光按波长波长（或频率）大小而依次排列的图案，全称为（或频率）大小而依次排列的图案，全称为光学频谱。光学频谱。 光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布 太阳光谱：太阳光谱：太阳光是一个连续光谱，在光谱范围内，太阳光包含了所有波太阳光是一个连续光谱，在光谱范围内，太阳光包含了所有波 长的光线，每个波长的光发出强度不等的能量。长的光线，每个波长的光发出强度不等的能量。 相对光谱辐射功率相对光谱辐射功率 1.01.0 0 0 0.50.5 波长波长 （nmnm） 太阳光、白炽灯、白色荧光灯相对光谱能量分布图太阳光、白炽灯、白色荧光灯相对光谱能量分布图 太阳光太阳光 太阳光谱太阳光谱 20112011- -1212- -272720 of 75 波长与光谱分布波长与光谱分布 光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布 线光谱：线光谱：由狭窄谱线组成的光谱，低压汞灯、低压钠灯发射的为线光谱。由狭窄谱线组成的光谱，低压汞灯、低压钠灯发射的为线光谱。 1 . 0 7 8 0 0 . 4 0 . 6 5 0 0 0 . 2 0 3 8 0 0 . 8 相对光谱辐射功率 波 长 ( n m ) 低压钠灯相对光谱能量分布图低压钠灯相对光谱能量分布图 20112011- -1212- -272721 of 75 波长与光谱分布波长与光谱分布 光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布 LEDLED光谱：光谱： LED光辐射光谱分布有其独特的一面。它不是单色光（如激 光），也不是宽光谱辐射（如白炽灯），而是介于两者之间：有几十纳米 的带宽。 光辐射光谱分布有其独特的一面。它不是单色光（如激 光），也不是宽光谱辐射（如白炽灯），而是介于两者之间：有几十纳米 的带宽。 660640680620580600560520540 0.5 500480440 0 420460 1.0 相对光谱辐射功率 波 长 (nm) 780 =30 nm =15 nm 单色单色LEDLED相对光谱能量分布图相对光谱能量分布图 20112011- -1212- -272722 of 75 波长与光谱分布波长与光谱分布 光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布 红外红外LEDLED光谱光谱 OSRAM SFH4232 OSRAM SFH4232 红外大功率红外大功率LEDLED光谱图光谱图 20112011- -1212- -272723 of 75 波长与光谱分布波长与光谱分布 光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布 各类白光光谱：各类白光光谱：所有白光都是混合光所有白光都是混合光 相对光谱辐射功率相对光谱辐射功率 1.01.0 0 0 0.50.5 波长波长 （nmnm） 太阳光、白炽灯、白色荧光灯相对光谱能量分布图太阳光、白炽灯、白色荧光灯相对光谱能量分布图 太阳光太阳光 20112011- -1212- -272724 of 75 波长与光谱分布波长与光谱分布 光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布 LEDLED白光光谱白光光谱 20112011- -1212- -272725 of 75 波长与光谱分布波长与光谱分布 光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布光谱及相对光谱能量分布 白光白光LEDLED光谱光谱 LEDLED冷白光光谱冷白光光谱 LEDLED白光白光+ +红光光谱红光光谱 LEDLED暖白光光谱暖白光光谱 紫光激发紫光激发RGBRGB三色荧光粉三色荧光粉 20112011- -1212- -272726 of 75 波长与光谱分布波长与光谱分布 几种波长定义几种波长定义几种波长定义几种波长定义 峰值波长峰值波长 P P (Peak(Peak- -emission Wavelength)emission Wavelength) ：光谱辐射功率最大的值所对 应的波长 6 6 06 4 06 8 06 2 0 0 . 5 1 . 0 相对光谱辐射功率 7 8 0 = 2 0 n m 0 p = 6 6 0 n m 峰 值 波 长 ( n m ) 光谱半波宽光谱半波宽 (Full Width Half Maximum(Full Width Half Maximum，FWHM)FWHM)：峰值发射波长的辐峰值发射波长的辐 射功率的射功率的1/21/2所对应两波长的间隔。所对应两波长的间隔。 20112011- -1212- -272727 of 75 波长与光谱分布波长与光谱分布 660640680620 0.5 1.0 相对光谱辐射功率 780 0 0.5m=663nm 700 中 心 波 长 c(nm) 中心波长中心波长 0.5m0.5m( (Centre wavelengthCentre wavelength ) ) ： 光谱带宽两端点（ 0.5 0.5 和和和和 0.5 0.5）之间 的中心处波长。 0.5m0.5m= = （ 0.50.5+ + 0.50.5）/2 几种波长定义几种波长定义几种波长定义几种波长定义 主波长主波长主波长主波长DD(Dominant(Dominant wavelengthwavelength ) ) ： 任何一个颜色都可以看作为用某一个光谱色按一定比例与一个参照光源 相混合而匹配出来的颜色，这个光谱色就是颜色的主波长。 主波长就是主波长就是表示你在参照光源下看到的颜色。表示你在参照光源下看到的颜色。 同一光线有不同的主波长，因为参照光源的不同。同一光线有不同的主波长，因为参照光源的不同。 主波长的测试仪器采用的是行业统一的标准参照光源。主波长的测试仪器采用的是行业统一的标准参照光源。 20112011- -1212- -272728 of 75 波长与光谱分布波长与光谱分布 单色光的波长单色光的波长单色光的波长单色光的波长 通过峰值波长通过峰值波长 P P 、光谱半波宽光谱半波宽、主波长主波长 D D 等数值可以准确的表述和等数值可以准确的表述和 评价某一单色光的评价某一单色光的特性特性，如颜色、色纯度等。，如颜色、色纯度等。 白光为混合光，只用波长能否准确表示白光的特性？白光为混合光，只用波长能否准确表示白光的特性？ 为此引进几个色度学概念：为此引进几个色度学概念： 色温色温色温色温TcTcTcTc、相关色温、相关色温、相关色温、相关色温CCTCCTCCTCCT、色坐标（、色坐标（、色坐标（、色坐标（x x x x、y y y y）、）、）、）、1931CIE1931CIE1931CIE1931CIE- - - -XYZXYZXYZXYZ系统色品图、显色指数系统色品图、显色指数系统色品图、显色指数系统色品图、显色指数CRICRICRICRI等等等等 否否 20112011- -1212- -272729 of 75 目录目录 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 1 波长与光谱波长与光谱 2 色品图与色温色品图与色温 3 色坐标分档色坐标分档 4 显色指数显色指数 5 20112011- -1212- -272730 of 75 色品图与色温色品图与色温 色度学简介色度学简介色度学简介色度学简介 颜色颜色是由于各种光谱能量对人的视觉系统的刺激而引起的是由于各种光谱能量对人的视觉系统的刺激而引起的感觉感觉。 色度学色度学是研究颜色视觉机理、颜色测量的一门科学。是研究颜色视觉机理、颜色测量的一门科学。 色度学在工程中应用的基本方法是通过对人眼的大量研究制定一些适当的色度学在工程中应用的基本方法是通过对人眼的大量研究制定一些适当的标标 准，准，使人们有可能用数学方法来描述由视觉系统得到的感觉使人们有可能用数学方法来描述由视觉系统得到的感觉颜色；颜色； 应用适当的标准和计算方法就有可能应用适当的标准和计算方法就有可能测量颜色测量颜色，将颜色量化，将颜色量化，计算颜色计算颜色，同时，同时 还可能制造出人们希望的某种颜色。还可能制造出人们希望的某种颜色。 20112011- -1212- -272731 of 75 色品图与色温色品图与色温 CIECIE CIE:CIE:国际照明委员会国际照明委员会 CIE: CIE: 法语法语 Commission Commission InternationaleInternationale de de L LEclairageEclairage 的缩写的缩写 英语英语 International Commission on IlluminationInternational Commission on Illumination CIECIE创建的目的是要建立一套界定和测量色彩的技术标准创建的目的是要建立一套界定和测量色彩的技术标准 CIECIE的总部位于奥地利维也纳的总部位于奥地利维也纳 IEC:IEC:国际电工委员会国际电工委员会 IECIEC是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责 有关电气工程和电子忠诚领域中的国际标准化工作。有关电气工程和电子忠诚领域中的国际标准化工作。 IECIEC的总部位于瑞士的日内瓦的总部位于瑞士的日内瓦 20112011- -1212- -272732 of 75 色品图与色温色品图与色温 1931 CIE1931 CIE1931 CIE1931 CIE- - - -XYZXYZXYZXYZ系统色品图系统色品图系统色品图系统色品图 通过此图，可以用通过此图，可以用x x、y y、（、（z z）数值来表述任何颜色。）数值来表述任何颜色。1931CIEXYZ系统色品图系统色品图 此图是由此图是由1931CIE1931CIE- -RGBRGB系统经线性变换后系统经线性变换后 获得。获得。 此图是在广泛的实验基础上得到的平此图是在广泛的实验基础上得到的平 均人眼颜色响应。均人眼颜色响应。 此图是国际颜色测量的统一标准。此图是国际颜色测量的统一标准。 此图是色度学的实际应用工具。此图是色度学的实际应用工具。 绝大部分色度计算和色度测量仪器的绝大部分色度计算和色度测量仪器的 设计、制造都以此图为基本依据。设计、制造都以此图为基本依据。 20112011- -1212- -272733 of 75 色品图与色温色品图与色温 1931 CIE1931 CIE1931 CIE1931 CIE- - - -XYZXYZXYZXYZ系统色品图系统色品图系统色品图系统色品图 色品图上的颜色色品图上的颜色 在马蹄形图形内，包含了所有现实的颜色；图形外是假想颜色，不能实现。在马蹄形图形内，包含了所有现实的颜色；图形外是假想颜色，不能实现。 20112011- -1212- -272734 of 75 色品图与色温色品图与色温 1931 CIE1931 CIE1931 CIE1931 CIE- - - -XYZXYZXYZXYZ系统色品图系统色品图系统色品图系统色品图 色品坐标色品坐标（色坐标）：颜色的坐标（色坐标）：颜色的坐标 三原色三原色三原色三原色：能够匹配所有颜色的三：能够匹配所有颜色的三：能够匹配所有颜色的三：能够匹配所有颜色的三 种颜色，种颜色，种颜色，种颜色，红红红红、绿绿绿绿、蓝蓝蓝蓝 R R R R =700nm=700nm=700nm=700nm， G G G G =546.1nm=546.1nm=546.1nm=546.1nm， B B B B =435.8nm=435.8nm=435.8nm=435.8nm x x色坐标相当于红原色在某色坐标相当于红原色在某 一颜色中所占的比例；一颜色中所占的比例； y y色坐标相当于绿原色在某色坐标相当于绿原色在某 一颜色中所占的比例；一颜色中所占的比例； x+y+zx+y+z=1=1，以此得出，以此得出z z色坐标色坐标 用（用（x x、y y）来表示某种颜色）来表示某种颜色 20112011- -1212- -272735 of 75 色品图与色温色品图与色温 1931 CIE1931 CIE1931 CIE1931 CIE- - - -XYZXYZXYZXYZ系统色品图系统色品图系统色品图系统色品图 E W 等能白光等能白光：在色品图的中心：在色品图的中心，由，由 三原色的各三分之一单位混合而成。三原色的各三分之一单位混合而成。 色坐标为：色坐标为： 3333. 0,3333. 0,3333. 0= EEE zyx 光谱颜色轨迹光谱颜色轨迹：色品图中的弧形曲：色品图中的弧形曲 线，代表着各个波长的单色光谱线，代表着各个波长的单色光谱 d d d d 为为S1S1的的主波长主波长与与S2S2的的补色波长补色波长 （以（以为参照光源）为参照光源） E W 紫线紫线 S1S1 S2S2 d d 紫线上的颜色紫线上的颜色是混合色，无光谱色代是混合色，无光谱色代 表，可由红端与蓝端混合而成。表，可由红端与蓝端混合而成。 E W 20112011- -1212- -272736 of 75 色品图与色温色品图与色温 绝对黑体绝对黑体绝对黑体绝对黑体 在任何温度下，能够完全吸收任何波长的入射辐射，且具有最大发射率的物体，在任何温度下，能够完全吸收任何波长的入射辐射，且具有最大发射率的物体， 称为称为绝对黑体或完全辐射体。绝对黑体或完全辐射体。 绝对黑体是一个理想概念，自然界并不存在。绝对黑体是一个理想概念，自然界并不存在。 用人工方法可以制造出接近于绝对黑体的人造黑体辐射源。用人工方法可以制造出接近于绝对黑体的人造黑体辐射源。 20112011- -1212- -272737 of 75 色品图与色温色品图与色温 色温色温色温色温 当某辐射体与绝对黑体在可见光区域具有相同形状的光谱功率分布（即相同颜色），当某辐射体与绝对黑体在可见光区域具有相同形状的光谱功率分布（即相同颜色）， 此时绝对黑体的温度，称为该辐射体的色温。此时绝对黑体的温度，称为该辐射体的色温。 单位：单位：K K（开尔文），（开尔文），K=K=+273.15+273.15 色温由低到高对应的颜色演变：红色温由低到高对应的颜色演变：红橙红橙红黄黄黄白黄白正白正白蓝白蓝白蓝蓝 例：煤炭的燃烧例：煤炭的燃烧 蜡烛的火焰蜡烛的火焰 焰心焰心 内焰内焰 外焰外焰 20112011- -1212- -272738 of 75 色品图与色温色品图与色温 色温色温色温色温TcTcColor Color TempretureTempreture 几种实际的色温几种实际的色温 1200018000蓝天 6700多云天气 6000电子闪光灯 5600中午太阳 27602900钨丝灯(白炽灯) 1900标准烛光 色温（K）光源色温（K）光源 20112011- -1212- -272739 of 75 色品图与色温色品图与色温 不同色温给人不同的感觉不同色温给人不同的感觉不同色温给人不同的感觉不同色温给人不同的感觉 工业厂房 办公室、学校、医院 住宅、旅馆、餐厅 适合场所适合场所 白偏蓝、给人冷清的感觉6000K以上 给人柔和感觉4000K6000K 接近白炽灯色温， 给人温暖、舒适感觉 2700K3200K 给人的感觉色温段给人的感觉色温段 20112011- -1212- -272740 of 75 色品图与色温色品图与色温 色温线（普朗克轨迹或黑体线）色温线（普朗克轨迹或黑体线）色温线（普朗克轨迹或黑体线）色温线（普朗克轨迹或黑体线） 色温线色温线( (普朗克轨迹)： 色品图上表示不同温度下普朗克辐 射体（黑体）色品的点的轨迹。 20112011- -1212- -272741 of 75 色品图与色温色品图与色温 相关色温相关色温相关色温相关色温(CCT(CCT：Correlated Color Temperature)Correlated Color Temperature) 相关色温：是指与具有相同亮度刺激 的颜色最相似的黑体辐射体的温度。 等色温线：相同相关色温的连线。 每条等色温线是色温线上一点所对应每条等色温线是色温线上一点所对应 的切线的垂线。的切线的垂线。 F F 4000K4000K 20112011- -1212- -272742 of 75 色品图与色温色品图与色温 色温与色坐标色温与色坐标色温与色坐标色温与色坐标 一个色温可以有无穷多的色坐标与之对应 一个色坐标只能对应一个色温 同一色温的颜色，相互之间也有差别同一色温的颜色，相互之间也有差别 色坐标可以转换成色温 F F 4000K4000K )/()( ee yyxxn= 31.551468613601437 23 +=nnnCCT 1858. 0,3320. 0= ee yx 转换公式：转换公式： 20112011- -1212- -272743 of 75 色品图与色温色品图与色温 色差与色差宽容量色差与色差宽容量色差与色差宽容量色差与色差宽容量 大量的实验发现，人眼对不同波长光谱颜色差异的感受性随着波长区间的不同差别 很大。 从图中可看出： 1、490nm附近和600nm附近的波 长，人眼的分辨能力高，1nm的差别 就能被察觉出颜色有变化。 2、430nm附近和650nm附近的波 长，人眼分辨能力差，要相差6nm左 右才能发觉呀呢变化。 色差：（被人眼可觉察的）颜色差异 20112011- -1212- -272744 of 75 色品图与色温色品图与色温 Mac Adam 颜色椭圆宽容量 色差与色差宽容量色差与色差宽容量色差与色差宽容量色差与色差宽容量 色度学家Mac Adam作了大量试验， 在CIE1931色品图上选取25个颜色 点，以色点为中心点，向各个方向作微 小变化，确定了人眼恰能感受颜色变化 的范围。 这个范围称为色差的宽容量，或容限。 20112011- -1212- -272745 of 75 色品图与色温色品图与色温 几种色品图几种色品图几种色品图几种色品图 CIE1931(x、y)色品图（2视场角） CIE1960 UCS（u、v）色品图 CIE1964（x10、y10）色品图（10视场角） CIE1976UCS（u CIE1931(x、y)色品图（2视场角） CIE1960 UCS（u、v）色品图 CIE1964（x10、y10）色品图（10视场角） CIE1976UCS（u、v、v）色品图）色品图 y10 x10 x y u v u y10 x10 x y u v u v v 20112011- -1212- -272746 of 75 色品图与色温色品图与色温 CIE1976CIE1976CIE1976CIE1976（u u u u 、v v v v ）系统色品图）系统色品图）系统色品图）系统色品图 CIE1931色品图 （x x、y y） CIE1976UCS色品图 （ u u、v v） 与CIE1931色品图的比较 x y 20112011- -1212- -272747 of 75 色品图与色温色品图与色温 CIE1976CIE1976CIE1976CIE1976（u u u u 、v v v v ）系统色品图）系统色品图）系统色品图）系统色品图 色品图上的颜色 20112011- -1212- -272748 of 75 色品图与色温色品图与色温 CIE1976CIE1976CIE1976CIE1976（u u u u 、v v v v ）系统色品图）系统色品图）系统色品图）系统色品图 CIE1976（u、v）用来考量评估光色 一致性（色空间均匀度）。 能源之星（ENERGY STAR）对LED灯具的 颜色维持性要求： 颜色度变化应在CIE 1976 （u，v）色 度图上在0.007之内，也即 u0.007， v0.007 20112011- -1212- -272749 of 75 目录目录 辐射度量与光度量辐射度量与光度量 1 波长与光谱分布波长与光谱分布 2 色品图与色温色品图与色温 3 色坐标分档色坐标分档 4 显色指数显色指数 5 20112011- -1212- -272750 of 75 色坐标分档色坐标分档 能源之星（能源之星（能源之星（能源之星（Energy StarEnergy StarEnergy StarEnergy Star） 能源之星能源之星（Energy StarEnergy Star），是美），是美 国能源部（国能源部（DOEDOE）和美国环保署）和美国环保署 （EPAEPA）共同推行的一项政府计划，旨）共同推行的一项政府计划，旨 在更好地保护生存环境，节约能源。在更好地保护生存环境，节约能源。 19921992年由美国环保署参与，最早在电年由美国环保署参与，最早在电 脑产品上推广。现在纳入此认证范围的脑产品上推广。现在纳入此认证范围的 产品已达产品已达3030多类，如家用电器，制热多类，如家用电器，制热/ / 制冷设备，电子产品，照明产品等等。制冷设备，电子产品，照明产品等等。 能源之星能源之星是一种认证，不同产品有是一种认证，不同产品有 不同的参考标准。不同的参考标准。 LEDLED灯具属于固态照明（灯具属于固态照明（SSLSSL， Solid State LightingSolid State Lighting），能源之星有），能源之星有 相应的固态照明标准相应的固态照明标准 20112011- -1212- -272751 of 75 色坐标分档色坐标分档 能源之星固态照明标准能源之星固态照明标准能源之星固态照明标准能源之星固态照明标准 能源之星固态照明标准对各类能源之星固态照明标准对各类LEDLED 灯具进行定义，灯具进行定义，LEDLED灯具每项参数都有灯具每项参数都有 测试标准。测试标准。 能源之星固态照明标准对各类能源之星固态照明标准对各类LEDLED 灯具进行定义，灯具进行定义，LEDLED灯具每项参数都有灯具每项参数都有 测试标准。测试标准。 IES LMIES LM- -7979：对：对SSLSSL产品总光通量、电功率、光强分布、色度重复性的产品总光通量、电功率、光强分布、色度重复性的 测量进行标准化规定。测量进行标准化规定。 IES LMIES LM- -8080：LEDLED光源流明维护率测量的认定方法，及如何进行光衰测光源流明维护率测量的认定方法，及如何进行光衰测 试。其中规定必须测试三种温度下试。其中规定必须测试三种温度下6000h6000h的衰减（的衰减（5555、85 85 及其他）。及其他）。 IESIES：北美照明工程协会：北美照明工程协会：北美照明工程协会：北美照明工程协会 20112011- -1212- -272752 of 75 色坐标分档色坐标分档 能源之星之色坐标分档能源之星之色坐标分档能源之星之色坐标分档能源之星之色坐标分档 色温 2700K 色温范围 2725145 色坐标 中心点 xy 色坐标 范围 yx 0.43190.4813 0.45620.4260 0.39440.4593 0.43730.3893 0.41010.4578 0.38140.4147 0.43730.3893 0.41650.4299 0.45620.4260 0.40440.4006 0.37360.3874 0.37160.3898 0.36700.3578 0.36900.3889 0.41470.3814 0.40150.3996 0.42990.4165 0.37600.3551 0.33760.3616 0.34870.3515 0.33660.3369 0.32430.3222 0.33660.3369 0.34620.3207 0.33760.3616 0.35480.3736 0.35780.3670 0.35120.3465 0.34810.3205 0.30280.3304 0.32610.3221 0.30680.3113 3000K 3500K 4000K 5700K 6500K 5000K 4500K 0.43380.4030 3045 175 0.38180.3797 3985 275 3465 245 0.40730.3917 0.34170.3287 0.35530.3447 0.36110.3658 4503243 5028283 5665355 6530510 0.31230.3282 0.37360.3874 单位 K单位 K 25802870 28703220 37104260 42604746 53106020 47455331 60207040 32203710 ANSI C78.377 ANSI C78.377 - - 2008 2008 20112011- -1212- -272753 of 75 色坐标分档色坐标分档 能源之星之色坐标分档能源之星之色坐标分档能源之星之色坐标分档能源之星之色坐标分档 ANSI C78.377 ANSI C78.377 - - 2008 2008 20112011- -1212- -272754 of 75 色坐标分档色坐标分档 LEDLEDLEDLED厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例CREECREECREECREE 20112011- -1212- -272755 of 75 色坐标分档色坐标分档 LEDLEDLEDLED厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例OSRAMOSRAMOSRAMOSRAM 20112011- -1212- -272756 of 75 色坐标分档色坐标分档 LEDLEDLEDLED厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例Seoul SemiconductorSeoul SemiconductorSeoul SemiconductorSeoul Semiconductor 56305630 20112011- -1212- -272757 of 75 色坐标分档色坐标分档 LEDLEDLEDLED厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例EVERLIGHT EVERLIGHT EVERLIGHT EVERLIGHT 亿光亿光亿光亿光 35283528 20112011- -1212- -272758 of 75 色坐标分档色坐标分档 LEDLEDLEDLED厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例BRIGHT BRIGHT BRIGHT BRIGHT 佰鸿佰鸿佰鸿佰鸿 35283528 20112011- -1212- -272759 of 75 色坐标分档色坐标分档 LEDLEDLEDLED厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例EDISON EDISON EDISON EDISON 艾迪森艾迪森艾迪森艾迪森 35283528 20112011- -1212- -272760 of 75 色坐标分档色坐标分档 LEDLEDLEDLED厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例光电事业部光电事业部光电事业部光电事业部 35283528 20112011- -1212- -272761 of 75 色坐标分档色坐标分档 LEDLEDLEDLED厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例UM OPTOUM OPTOUM OPTOUM OPTO 煜明煜明煜明煜明 20112011- -1212- -272762 of 75 色坐标分档色坐标分档 LEDLEDLEDLED厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例厂商的色坐标分档示例早期的分档示例早期的分档示例早期的分档示例早期的分档示例 20112011- -1212- -272763 of 75 色坐标分档色坐标分档 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.00.10.20.30.40.50.6 0090 0574 490 480 470 460 500 b1 b2 b3 b4 a1 a0 c1 c0 d0 d1 d2 d3 f0 f1 f2 B61 B62 B51 B52 B41 B42 B31B32 B21 B22 B11 B12 P25 P26 P23 P24 P21 P22 P71 P72 P73 P74 P75 P76 B6 B5 B4 B63 B53 B43 B3 51 系列52 系列 5 系列 2 系列 7 系列 4 系列 4-3-2 11001 1758 00901 YAG-04 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.00.10.20.30.40.50.60.70.8 x y 520 530 540 550 560 0090 05742 o604 610 620 490 480 470 460 500 510 b1 b2 b3 b4 a1 a0 c1 c0 d0 d1 d2 d3 f0 f1 f2 B61 B62 B51 B52 B41 B42 B31B32 B21 B22 B11 B12 P25 P26 P23P24 P21 P22 P71 P72 P73 P74 P75 P76 B6 B5 B4 B63 B53 B43 B3 51 系列52 系列 5 系列 2 系列 7 系列 4 系列 05742 4-3-2 11001 1758 00901 YAG-