清华光电精密仪器设计课件03色度学

第三章：现代仪器设计方法1.色度学2.优化设计3.可靠性设计4.有限元分析概论色度学1色度学部分参考书参考书：《色彩工学》，大田登，O432.3/D088 《色度学》，汤顺青主编，O432.3/3色度学2分辨率与视力视力=1/分辨率（视力1.0，分辨率1‘:5米分辨细节1.46mm(E))瞄准精度与要求精度:放大率=使用仪器/要求精度；=*250一人眼视觉特性目视仪器出瞳：5—8mm眼瞳间距：55—74mm目视仪器屈光度调节：±5屈光度

明视距离=1/屈光度（m）单实线虚对实单线线端双线线端双跨单±60“±20“±10-20“±5-10“±5“

色度学3杆状体（暗）锥状体（明）相机（乳化银）

数量1亿个700万个大小(

m）1—2微米1—5微米0.05—3灵敏度（光子）5—14500—14000〉4人眼在105lx—0.0003lx照明下可看到物体色度学4二色度学的几个概念1.光度量术语英语定义单位能量光能量

quantilyoflightQlm•sJ光通量luminousflux=dQ/dtlmW(J/s)发光强度luminousintensityI=d/dlm/sr(cd)W/sr照度illuminanceE=d/dSlm/m2(lx)W/m2亮度luminanceL=d/(dS•cos

•d)lm/(sr

•m2)W/(sr•m2)t:时间，：立体角，S：面积：面元法线与观测方向夹角色度学5(光通量)

=K()·

e(辐射通量)1lm=

555=683·

e

(

e=1/683)K()=Km

·V()=555nm,V()=1,Km=683lm/WK()：光谱光视效率V()：光谱光视见函数（测出亮度差：分步比较，闪变法）发光强度：1cd=频率为540X1012Hz（相当555nm波长,V()=1)，辐射通量1/683W单色光在给定方向上的发光强度K()色度学62.颜色匹配改变R，G，B比例，可得到不同颜色颜色混合的代数意义：X1=A+B+C X2=A+B-C色度学73.几个基本概念原色（R，G，B）：任何一种光可由三原色代数混合而成，三原色中任意一种不能由其它两种混合而成。V(

R)=0.0041,

V(

G)=0.979,

V(

B)=0.0182

R=700nm,

G=546.1nm,

B=435.8nm等能白光：所有波长的单色辐射能量相同光通量比：

R:

G:

B=1:4.59:0.06

得到5.651lm等能白光辐射通量比：0.3626:0.007:0.0049色度学8三刺激值：R,G,B匹配某种颜色所需要的三原色的数量，是一个相对亮度单位（份）（颜色混合，刺激值相加）举例光谱三刺激值：r,g,b,匹配相同能量的单色光所要的三刺激值标准观察者的光谱三刺激值可查表给出任何光由单色光组成，三刺激值可由光谱三刺激值求得色度学9色品坐标(r,g,b)与色品图：r=R/(R+G+B)g=G/(R+G+B)b=B/(R+G+B)r+g+b=1同色异谱：同一颜色由不同波长照射产生（彩照，印刷等）两种颜色的混合色在两颜色的连线上PQP+QP点色品坐标之和Q点色品坐标之和色度学10色度，明度，饱和度色度：刺激值的比例明度：总量的多少，发光体亮度高明度高,非发光体反射率高明度高饱和度：颜色的纯洁性，单色光饱和度高色度学114.XYZ系统（RGB的坐标变换，取消负值）等能白光：x=y=z=1/3特点：无负值X，Z只表示色度，无亮度亮度由Y表示，y()=V()色度学124.色度图的应用主波长：一种单色波长，以适当的比例按加法与W混合，得到目标色补色波长：一种单色波长，以适当的比例按加法与目标色混合，得到W纯度：色度图上两个长度之比：WF1/WD主波长补色波长补色波长色度学135.颜色的测量：测量物体三刺激值X,Y,ZS():光源光谱分布；()：物体光辐射亮度因子，反映物体反射、透射特性测量仪器：分光测色仪，色度计色度学14分光测色仪测量（），选用CIE推荐的标准照明体和标准观察者曲线，积分计算颜色的三刺激值照明方式组成：光源，单色器，光度计量45°45°0/4545/00/dd/0色度学15色度计：直接测量颜色的三刺激值光源：＋滤色器修正－－》标准光源光谱分布探测器：＋滤色器修正－－》与标准观察者一致目视色度计：观察两个并置的视场，调节三原色的光度，达到与待测色匹配，由三原色的光度量求待测色的三刺激值色度学166.色度学的应用彩色电视色温印刷，同色异谱分光光度计形状测量，CCD三片色度学17形状测量色度学18要求：注意区分色品坐标，三刺激值，光谱三刺激值颜色如何表示：颜色的混合与计算（色品图应用）色度，亮度，纯度，主波长概念颜色的测量色度学19分光光度计色度学20白光外差傅立叶分光光度计抛物面镜P