第4章光源色度学学案.ppt

第四章 光源色度学 一般光源检测项目： １、光谱功率分布： ２、电参数:　 　　　电压、电流、功率、功率因数 ３、光度参数： 　　　光通量、光效率、辐射功率 ４、色度参数： 　　　色坐标、相关色温、主波长、色纯度、 显色指数 §3-1 光源的光谱功率分布 （1）光谱功率分布：一种光源所发射的光谱往往不是单一的波长，而是由许多不同波长的混合辐射所组成。光源的光谱辐射按波长顺序和各波长功率分布称为光源的光谱功率分布。 （2）绝对光谱功率分布曲线和相对光谱功率分布曲线：前者指以光谱辐射的各种波长光能量绝对值所作的曲线；后者指将光源辐射光谱的各种波长的能量进行相互比较，作归一化处理后使辐射功率仅在规定的范围内变化的光谱功率分布曲线。 （3）连续光谱、线状光谱、混合光谱：由红到蓝各种色光在内的连续彩色光带称连续光谱；在整个光谱区域中某几个波长处发生狭窄的光谱称为线状光谱；在连续光谱中附上一些突出的线光谱称为混合光谱。 （4）绝对黑体和全辐射体：能够完全吸收入射在其上的辐射能并产生辐射的理想物体。 （5）黑体的色度轨迹黑体的光谱功率分布是温度与波长的函数，如果已知黑体的绝对温度，其光谱功率分布可有普朗克辐射定律算出。 由光谱功率分布可算出各种温度黑体相应的CIE l931色度坐标，这些坐标在CIE l931色度图上形成的弧形轨迹，称为黑体的色度轨迹。 §3-２ 光源的色温和相关色温： 光源的色温： 某光源的色度与绝对黑体在某一温度下 的色度一样，则这一黑体的温度称为该光源的 色温。 相关色温： 对于色坐标不能准确地落在绝 对黑体轨迹上的光 源，用黑体轨迹上色度坐标与该光源最为相近的黑 体的温度表示光源的色温，称为相 关色温。 色温与相关色温主要描述光源发出的光色，并不表 示光源的实际温度 例如： 色温高说明蓝 绿光成分多，色温低说明黄红光成分多， 光源色温、相关色温的确定 在CIE l931色度图上，黑体轨迹上各温度点不是按等距分布的；同时由于CIE l931色度图的空间是不均匀的，即在色度图上两处相同的距离不代表视觉上等量的颜色差别，所以就很难确定一个在黑体轨迹附近的光源的相关色温，因此，凯莱利用CIE l960 UCS图，按视觉恰可分辨的最小颜色差别，把黑体轨迹划分为许多视觉分辨的单位，叫做麦勒德（mrd）。麦勒德与色温、相关色温的关系为： l 麦勒德 = （l / 色温 ）×106 落在黑体轨迹上的色坐标，可根据mrd的划分用内插法算出对应的色温。例如图中D65点在mrd 150~155之间，对应的色温约为: T≈(1/153) × 106=6535K 在1960UCS色度图上，按mrd划分与黑体轨迹正交的直线 称为等相关色温线，根据等相关色温 线可以计算任意色坐标在黑体轨迹以 外的光源的相关色温。 Mc=M1+(M2-M1)d1/(d1+d2) 或 转换成1968国际温标： §3-３ CIE 标准照明体与标准光源 为了给颜色的观察与测量建立统一的标准，CIE推荐了五种标准照明体A、B、C、D、E和三种标准光源A、B、C。 1、CIE标准照明体 标准照明体：指一定的光谱功率分布，这种标准的光谱功率分布并不是必须由一个光源直接提供，也不一定能用一个光源来实现。 标准照明体A：相当于绝对黑体在加温到2856 K时所辐射出来的光，它的相对光谱功率分布可根据普朗克辐射定律计算： 标准照明体A色度点正好落在CIE l931色度图的黑体轨迹上。 1、CIE 标准照明体 标准照明体B：相当于相关色温4874 K的直射阳光，光色相当于中午阳光，其色度点紧靠黑体轨迹 由于不准确，现已废除。 标准照明体C：相当于相关色温为6774 K的平均阳光，光色近似阴天天空的日光，其色度点在黑体轨迹上方。 标准照明体D65：相当于色温约为6504K的日光，其色度点在黑体轨迹的上方。 标准照明体D：代表标准照明体D65以外的其他日光。 标准照明体E：（人为规定）可见光区内光谱辐射功率恒定的光-称等能光谱、或等能白光。（其光谱光度分布于视见函数相符） 现在最常用的标准照明体是A和D 查表可得常用标准照明体的光谱功率分布 CIE 标准照明体的光谱功率分布曲线 2、? CIE 标准光源 标准光源：指用来实现标准照明体光谱功率分布的光 源，CIE规定用下述人工光源来实现标准照明体。 标准光源A：熔凝石英壳或玻璃壳带石英窗口的充气钨 丝灯，以产生色温为2856 K的辐射。 标准光源B：在A光源前加一组特定的戴维