LED的色度学的基本知识1预览.ppt

色度学的基本知识在LED上的应用 上海市照明学会 章海骢 一.概述 LED辐射的特性,决定了它的单色性 Eg=e?ΔV=hν, λ=1240/Eg Eg:跃迁能级间的能量差, V:跃迁能级间的电位差, e:电子电荷, h:普朗克常数, ν:辐射波长λ的频率 不同掺杂的p-n结, E不同,产生不同颜 色的辐射. 常用各个颜色LED的峰值波长 LED光谱图 白光的产生 1)用红(R),绿(G),兰(B)三色混合.(加色法) RGB混色在色品图上的表现 2)用蓝光LED+黄色荧光粉YAG（BY法） 在480nm处有低谷 荧光粉的进步 显色指数90的光谱: 变色灯中的减色法,白光透过三种颜色的滤 色片后变成黑色. 二.LED常用的色度指标 1.色温和相关色温 发光体发出颜色与 黑体(基准照明体)发 出相同时,黑体的温度 称为发光体的颜色温度简称色温. 相关色温CCT 日光光谱 色品图中的等色温轨迹 自然界的色温 光源中常用的色温分档(GB50034-2004): 注意:各国的分档略有差别. 2.显色指数Ra 对LED要特别关注特殊显色指数中的R9. Ra的得来 八块板的孟塞尔坐标和名称 八块板的光谱反射率曲线 Ra的计算 1)分别计算8块色板(i)在标准光源r和被计算光源 k照明下的色差ΔE: ΔEi=[(u’r,i-u’k,i)2+(v’r,i-v’k,i)2+(w’r,i-w’k,i)2]1/2 =[Δu’i2+ Δv’i2 + Δw’i2]1/2 计算对某个样品的显色指数Ri: Ri=100-4.6 ΔEi 式中,4.6是对标准荧光灯Ra=50时的调整系数. 对1-8个样品的一般显色指数Ra: Ra=Σ Ri/8. 不同CRI的显色情况： 关于特殊显色指数R i数值的感性说明: 1)ΔEi的单位是NBS色差单位, 1个NBS单位即 ΔEi=1,那么1个NBS单位代表什么呢?, 相当于最优实验条下人眼能感知恰可察觉的5倍, ∴ 0.2个NBS色差单位是刚好能察觉. 2)Ri的数值1(1%)相当于0.22个NBS色差单位. Ri 相差5就是1个NBS单位. ∴ Ri的数值差1是可以识别的. 1个NBS单位相当于色度坐标0.0015-0.0025的 x,y的色度变化. 用BY法得到照明LED缺乏红光,R9呈负值, 往往达到-25—30的水平,影响显色指数达80. 请看DOE规定的LED灯泡数据: R9为负值的说明 这样的评价方法对RGB得到白光中的问题: 1.RGB得到白光的光谱:缺了某些光谱成分; 2.CRI中的色板是淡色; 3.CRI较小,但目视显色效果尚可. CQS(颜色质量系统) 为了弥补CRI方法中的问题,将样板颜色变成连 续的偏饱和的变化.由偏饱和的红到紫的构成几 乎连续的变化. 1.增加1块,共15块的结果评价,每块的份量减轻, 一个样片显色不好,在总的评价中的影响变小; 2.一个样片的颜色不是面面俱到(不象淡色); CQS和CRI的样板的不同 1 1 3.色坐标 颜色的定量表述离不开眼睛，眼睛才能 看到万物！ 与光感受的眼球上的分布 眼睛内有锥状和杆状两种视觉细胞。 两种不同视觉细胞的光谱光视效率 明视觉:555nm; 暗视觉:507nm. 眼睛内锥状视觉细胞的特点之一。 锥状细胞中有视红质?视绿质和视蓝质。 看到物体颜色。 锥状细胞对颜色的分辨就是色度学的基础。 物体的颜色 应由观察的器官--- 眼睛定义的, 不是天生的, 可能是多种多样的。 颜色的辨别?定量肯定与视觉细胞的分布有关。 先后有2o和10o的实验数据。原因见图。 将颜色用数字表达出来，目的： 计算?测量?配色?比较等。 将颜色用数字表示的基础是： 1)颜色中有三个颜色：RGB是不能从其它 颜色中混合出来的,称三种基色； 2)任何其它颜色C都可以用红(R)?绿(G)?蓝 (B)三原色相加混合出来。 C=R+G+B 三个原色和它们的光谱 曾经将三个原色选650nm,530nm,460nm(1929) 和630nm,542nm,460nm(1931)真实的光.但在匹配 某些颜色时和计算中出现了负值。 为此必须选择实际不存在的另外三个原色。 实线:1931(2o); 虚线:1964(10o). 使新的三原色在色度图上符合以下要求： 1）包含整个光谱轨迹，且为正值；