LED的色度学的基本知识2010-12-28
照明光色学讲解-LED
下面针对普通居家和医院两个具体场合的色温用途： 下面针对普通居家和医院两个具体场合的色温用途：
普通居家有卧室、客厅、餐厅、过道、阳台、卫生间、书房、厨房、 储物间、儿童房等。卧室应用暖白色温最符合温馨、温暖、情意绵绵的情调。 客厅、餐厅、过道、阳台、卫生间均需要快乐、喜悦气氛，应用中性白色温很 恰如其分。书房由于主人身份不同可不相同，以休闲阅读为主则用中性白，而 学术研究型则用冷白更好。 厨房和储物间均可定义为操作场所，因此应该用冷 白光色温。儿童房的照明对于不同年龄阶段，不同的活动内容是需要不同色温。 低龄婴儿睡眠前可能偏好暖白，而较大儿童游戏时则喜欢中性白。 医院有门诊室、化验室、药房、候诊室、吊针室、病房、手术间、抢 救室等。门诊室、化验室、药房均可定义为工作场所，适用冷白光色温。其中 牙科常用色卡法鉴别病人牙齿色度，需要用到白炽灯局部照明。候诊室、吊针 室、病房等场合为了减轻病员紧张情绪用中性白。手术间属于高度精细工作， 一定要用冷白光色温室内照明，而手术无影灯不但要求用冷白光色温（6500K） 且要高显色性（CRI > 90）低反光眩光等 。抢救室需要既有条不紊又快速反应 的氛围，模拟白天有直射阳光的双色温照明较好。大面积室内照明用冷白光色 温（6500K），抢救床和医疗仪器等主操作区域另外再用较高照度中性白 (4500K)模拟直射阳光作区域照明。
显色性CRI
一般显色性Ra R9 被照物体反光特性
视觉在各色温光照下对色彩的自适应性
一般显色性Ra
标定 R1-R15色样。当把一个光源与参照标 准光源进行比较，指数值为 100%。即R1R15显色性。 一般显色性Ra，仅标定R1~R8。
R9红色显色性
鉴于白光LED中 红色显色性太低，而一般显色性 Ra又不包含R9，因此能源之星特另列要求LED R9 〉0。
LED色温常识及led色温对照表
LED色温常识及led色温对照表赛德利照明认为在LED产品中，一项重要的规格数字就是色温，这关係到LED 灯光照明产品所显示的顏色特性，一般的灯具也都有色温的规格。
色温高低计量单位是以KelvinScale，也就是以K为单位，一开始是凯氏于钢铁厂内观察到溶解金属开始至最高温度时，金属发亮所呈现的顏色不同，而以数据单位记录下来，后来就产生LED色温的规格表。
一、色温的定义:以绝对温度K来表示，即把标准黑体加热，温度升高到一定程度时该黑体顏色开始深红-浅红-橙黄-白-蓝，逐渐改变，某光源与黑体的顏色相同时，我们把黑体当的绝对温度称为该光源的色温。
二、不同光源环境下的色温:下面是一般常见LED照明灯具所采用的色温对照表:卤素灯 3000k钨丝灯 2700k高压钠灯 1950-2250k蜡烛光 2000k金属卤化物灯 4000-4600k冷色营光灯 4000-5000k高压汞灯 3450-3750k暖色萤光灯 2500-3000k晴空 8000-8500k阴天 6500-7500k夏日正午阳光 5500k下午日光 4000k三、不同色温下的LED光色:1、低色温:色温在3300K以下，光色偏红给以温暖的感觉;有稳重的气氛，温暖的觉;当采用低色温光源照射时，能使红色更鲜艳。
2、中色温:色温在3000--6000K为中间，人在此色调下无特别明显的视觉心理效，有爽快的感觉;所以称为"中性"色温。
当采用中色温光源照射时，使蓝色具有清凉感。
3、高色温:色温超过6000K，光色偏蓝，给人以清冷的感觉，当采用高色温光源照时，使物体有冷的感觉。
浅析规则式植物造景和自然式植物造景苏旺指导老师:汪小飞,黄山学院生命与环境科学学院～安徽黄山245041,摘要:本文分析了规则式植物造景和自然式植物造景，和他们各自的造景特色和主要适用在什么场合。
探讨了规则式植物造景和自然式植物造景二者包括的造景形式以及他们在造园体系、表现手法上的不同点。
LED生产与检测技术—LED的色度学参数1
1、色 温
《LED生产与检测》
1、色 温
《LED生产与检测》
1、色 温
《LED生产与检测》
1、色 温
《LED生产与检测》
《LED生产与检测》
LED的色度学参数1
主讲人：谭巧
《LED生产与检测技术》微课系列
目录
色温
《LED生产与检测》
Hale Waihona Puke 、色 温➢色温是表示光源光谱质量最通用的指标。一般用Tc表示。 ➢因为大部分光源所发出的光皆统称为白光，故光源的色表温 度或相关色温度即用以指称其光色相对白的程度，以量化光源 的光色表现。 ➢因此，色温是表示光源光色的尺度，单位为K（开尔文）。
➢色温标度，即将一标准黑体加热，温度升高到一定程度时， 颜色开始由深红—浅红—橙黄—绿—蓝，逐渐改变，当加热到 与光源的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源 的色温。
《LED生产与检测》
1、色 温
➢光源色温不同，光色也不同，色温在3000k 以下有温暖的 感觉，达到稳重的气氛；色温在3000k-5000k 为中间色温， 有爽快的感觉；色温在5000k 以上有冷的感觉。
LED的色度学特性
1 LED的色温色温是按绝对黑体来定义的，当光源发出的光的颜色和绝对黑体辐射时所呈现的颜色完全相同时，则此时黑体的绝对温度（单位为开尔文）就称此光源的色温，色温用于量度光线的颜色组成成分，如果光谱成分中短波光线所占的比例增加，长波光线所占比例减少，光就偏蓝，色温就升高；反之，光谱成分中长波比例增加，短波光线所占比例减少，光就偏红，色温就低。
2 LED的色品、明度及色品图波长与理论单色光的颜色是一一对应的，但对于复色光来说，这一对应关系就不成立了，为了较全面的描术LED的发光颜色，必须引入颜色的色品（色调及饱和度）和明度或色品图。
色调、饱和度和明度三个感觉量一起决定了颜色的特征。
（1）色调色调用于标志LED光颜色的区别。
实验证明，自然界的大多数颜色都可用某一单色光和白光按一定比例配成，则此单色光的波长(称主波长) 就是该颜色的色调。
非单色光和白光按一定比例配成的颜色的色调可用非单色光的补色波长(主波长)表示。
（2）饱和度饱和度用来标志颜色的纯洁程度。
单色光所呈现的颜色是饱和度最高的颜色。
单色光掺入白光成份越多，就越不饱和，掺入白光成份越少，就越饱和。
饱和度= 单色光流明数/（单色光流明数+白光流明数）（3）明度（亮度）明度用来标志颜色的明亮程度。
用颜色的总流明数表示。
（4）色品图现代色度学采用国际照明委员会(简称CIE)所规定的一套颜色测量原理、数据和计算方法，称为CIE标准色度学系统。
在这个系统中，CIE1931色品图占有相当重要的地位。
它明确表示了颜色视觉的基本规律以及颜色混合的一般规律，是色度学的实际应用工具。
CIE1931色品图中，舌形色品图的围线上各点代表光谱色，下缘直线上各点代表非光谱色(即品红色)。
它是以三个虚拟基色量(X、Y、Z)为标准规定出来的。
其所以如此选择，是首先考虑了以下两个要求：其一、是使任意色的三色系统中的三色系数a、b、c均为正值；其二，是使三色系数中的Y值就是〔x〕的流明数。
LED 基础常识学习
LED 基础常识LED基础你知道多少？一、LED分类依焊接方式：分为SMD与DIPSMD有3528，3020，5050等，尺寸如：3528为LED灯外围尺寸为长35宽28 1W 一般晶片大小为30*30mil 、38*38mil、40*40mil，1mil=0.0254mm二、颜色与波长可見光的範圍：300~700 nm红red 波长620~625 nm黄yellow 波长590~595nm蓝blue 波长475~480nm绿green 波长520~525nm红外线波长680nm日光灯，白炙灯为全波长不可見光的例子：光纤分三段波长980nm,1310nm,1550nm白光LED架構：白色LED是蓝色的Chip加黄色的萤光粉暖白色LED是蓝色的Chip加黄色及红色萤光粉正白色温5700~6300 °K【6000 °K】暖白色温2800~3200 °K【3000 °K】白光多數以色溫來定義(更嚴格定義為座標定義)：色温的定义：一块铁烧红的颜色变化°K与°C的换算：°K=273+°C三，电压vfRed yellow :1.8~2.5VBlue green white：2.8~3.6一般標準电源電壓输出为5V，12V，24V，38VLED之電流：1W LED=320mA~350mA 3W LED=700mA小功率为18mA不大於20mA功率計算方式W=IVLED的架構：LED银胶：银粉+环氧树脂LED金线：Φ0.9/1.2 mil金线或铝线固晶机：固定晶片打线机：种金球与金线行径LED灯金线力量：力量不小于9g亮度的定義：光通量/光束lumen / LM光源發出的總光量luminous flux照度E某一工作面上（被照的物体）單位面積所接受的光通亮illuminationluxE = I cos / D2光強度I一個光源在某一方向之發光強度luminous intensity燭光cd輝亮度B光源向某一方向的光度，以該方向的光源的射影面積除得brightnessnitB = cd / m2LED流明值：Red 40~45 Yellow 35~40 Blue 25~30 Green 45~55 White 90~110 Warm white 80~90 3528: 4~6 5050 or 5060 : 18~20晶体半导体生产大公司：NichiaOsramCreeToyotaPhiliip clumiled汉成三星四、电路IC：LM317电压为2.25V，LM1117电压为1.25V电阻：680 =680Ω电流18mA3R9 =3.9Ω电流320mA [电压1.248V]3R6 =3.6Ω电流350mA [电压1.26V]标准全彩六色：R, RG, G, GB, B, BR五、系统1、显示屏系统2、DMX512【指512个channle】显示屏系统的特点：A、控制点多B、电流小C、价格低DMX512系统的特点：A、控制点少B、电流大C、价格高D、世界通用组成構架：主机+解码器+灯具影響價格的因素：1、颜色2、变化方式3、室内用还是室外用4、电压5、LED的颗数6、形状7、打光高度灯具接口：螺旋头E11、E17两针MR16 OR GU5.3 Mirror Reflector 16 x 1/8 吋直徑GU10。
led灯的色度参数
led灯的色度参数色度参数是用来描述LED灯的颜色特性的一组参数。
常见的色度参数包括色温、色容差、色彩饱和度、显色指数等。
色温是描述光源颜色特性的参数，一般用单位K（开尔文）表示。
常见的LED灯色温包括暖白光（2700K-3000K）、中性白光（4000K-4500K）和冷白光（6000K-6500K）等。
不同色温的LED灯适用于不同的环境需求，比如暖白光适用于卧室、客厅等需要温馨氛围的场所，冷白光适用于办公室、厨房等需要明亮清晰的场所。
色容差指的是LED灯发出的光与理论光的色差程度。
色容差一般用单位数值表示，数值越低表示色差越小，色彩还原越准确。
色容差的大小取决于LED灯的制造工艺和光源的品质。
对于普通家庭使用的LED灯来说，色容差一般控制在5以下即可满足一般需求。
色彩饱和度是描述LED灯颜色饱和程度的参数，一般用百分比表示。
高饱和度的LED灯颜色鲜艳亮丽，适用于创意装饰、舞台灯光等需要彩色光源的场所。
显色指数（CRI）是用来评价光源对物体真实颜色还原能力的参数。
显色指数的取值范围为0-100，数值越大表示对物体颜色还原能力越好。
一般来说，显色指数在80以上可以满足大多数场景的需求，但对于一些特殊场所，如博物馆、艺术展览等需要更高显色指数来还原物体真实颜色。
此外，还有一些其他的色度参数，比如色坐标（x、y、u'、v'）、色纯度等用来描述LED灯颜色特性的参数。
色坐标用于确定LED灯发出的光在CIE色度图中的位置，从而可以确定灯光的色调。
色纯度则是描述光源颜色纯度的参数，也可以用来评价光源对物体颜色的还原能力。
综上所述，LED灯的色度参数是描述LED灯颜色特性的一组参数，包括色温、色容差、色彩饱和度、显色指数等。
这些参数可以帮助用户选择适合的光源，并满足不同场所和需求的照明要求。
在选择LED灯时，可以根据实际需求参考这些参数，以确保选购到合适的LED灯。
LED色度学概述
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
1960的u,v色空间图中黑体轨迹线等间隔划 分后得到各个色温点; 在各个色温点上做垂直线得到等色温线(相 关色温CCT) 1 Mird=106/Tc
GaAs:Si AlGaAs(铝镓砷) Ga0.6As0.4P(磷化镓砷) Ga0.35As0.65P (磷化镓砷) Ga0.15As0.85P (磷化镓砷) GaP:N(稼磷氮) SiC(碳化硅) GaN(氮化镓)
颜色
红外 红 红 橙 黄 绿 蓝 蓝
峰值波 长(nm)
功率效率 (%)
950 650 660 632 590 570 470 465
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.
12.0 3.0 0.6 0.6 0.1 0.3 0.02 0.01
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.
2.显色指数Ra
对LED要特别关注特殊显色指数中的R9.
LED测量的基本光度色度学原理及国际最新动态.
考核光源显色性的14个标准试验色
号数 1 2 3 4 5 6 7 8 近似孟塞尔标号 7.5R6/4 5Y6/4 5GY6/8 2.5G6/6 10BG6/4 5PB6/8 2.5P6/8 10P6/8 在昼光下的色貌 带浅灰的红色 带暗灰的黄色 深黄绿色 适中黄的绿色 带浅兰的绿色 浅兰色 浅紫罗兰色 带浅红的紫色
LED测量的基本光度色度学原理及国际最新动态
LED MEASUREMENT, THEORY AND LATEST DEVELOPMENT
报告人： 潘建根 Reporter: Jiangen Pan 国际照明委员会光和辐射测量分部 技术委员 CIE Division 2 TC Member 杭州远方光电信息有限公司 技术总监 EVERFINE PHOTO-E-INFO CO., LTD. CTO
9
10 11 12 13 14
4.5R4/13
5Y8/10 4.5G5/8 3PB3/11 5YR8/4 5GY4/4
深红色
深黄色 深渌色 深兰色 带浅黄的粹色（白人的肤色） 适中的青果绿色（树叶绿）
（6）人眼光谱三刺激值函数
X=K∫780380 P()· x()· d Y=K∫780380 P()· y()· d
员，中国照明学会学术委员会、国际交流委员会、光源专委会、
计量测试专委会委员。 在国内外发表论文30余篇，拥有专利7 项。
普通光谱法与结合法优缺点比较
V(λ)探测器误差分析
五、国际最新进展
CIE 于2004年6月7日至11日在日本东京召开了2004 CIE LED 专
家会议和CIE第一分部（视觉和颜色）、第二分部（光和辐射测
量）会议。 参加会议的主要人员：CIE D1、D2和D6的专家
LED色温常识
LED色温常识一：何为色温色温指的是光波在不同的能量下,人类眼睛所感受的颜色变化. LED产品中，一项重要的规格数字就是色温，这关系到LED灯光照明产品所显示的颜色特性，一般的灯具也都有色温的规格。
色温高低计量单位是以KelvinScale，也就是以K为单位，一开始是凯氏于钢铁厂内观察到溶解金属开始至最高温度时，金属发亮所呈现的颜色不同，而以数据单位记录下来，后来就产生色温的规格表。
以绝对温度K来表示，即把标准黑体（通常指钢铁）加热，温度升高到一定程度时该黑体颜色开始深红-浅红-橙黄-白-蓝，逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时，我们把黑体当时的绝对温度称为该光源的色温。
二、不同色温下的光色1、低色温：色温在3300K以下，光色偏红给以温暖的感觉；有稳重的气氛，温暖的觉；当采用低色温光源照射时，能使物体呈现的颜色更鲜艳。
2、中色温：色温在3300--8000K为中间，人在此色调下无特别明显的视觉心理效，有爽快的感觉；所以称为"中性"色温。
当采用中色温光源照射时物体时，使物体呈现的颜色具有清凉感。
3、高色温：色温超过8000K，光色偏蓝，给人以清冷的感觉，当采用高色温光源照时，使物体呈现的颜色有冷的感觉。
三：LED不同色温产生的原因简单来说造成LED色温档位众多的原因为：目前市场上主流的LED产品生产技术为在蓝色的LED芯片上涂抹上黄色的荧光粉从而用蓝色与黄色合成而得到白色，在封装设备进行荧光粉涂抹的过程中由于设备的精准度不同，产生的同一批产品中涂抹的荧光粉便有多与少的不同，从而荧光粉涂抹多的LED的偏黄，荧光粉涂抹少则偏蓝，从而生产了从2000K到10万多K的不同等级的LED色温档位。
在专业术语中把这一偏差现象称为LED 色温离散现象。
目前减少封装LED色温离散现象,控制其良好一致性,是众多LED封装企业共同努力的方向，但是即便是全球LED五顶级厂商的CREE，也无法很好的解决该技术难题。
与LED有关的光度学、色度学基础知识
IEC:国际电工委员会
IEC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。
IEC的总部位于瑞士的日内瓦
2011-12-27
31 of 75
色品图与色温
1931 CIE-XYZ系统色品图
此图是由1931CIE-RGB系统经线性变换后 获得。 此图是在广泛的实验基础上得到的平 均人眼颜色响应。
3、发光强度（Iv）： luminous intensity
光源在特定方向上单位立体角内所发射的光通量， 单位：cd（candela，坎德拉），lm/sr
4、光出射度（Mv）：单位面积光源发出的光通量，单位：lm/m 2 luminous exitance
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 2
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。
辐射量是物理的、客观的，
辐射能与光
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， 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。
2011-12-27
10 of 75
辐射度量与光度量
1.0
相对光谱辐射功率
0.5
0
420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680
780
Δλ=30 nm
波长λ(nm)
Δλ=15 nm
单色LED相对光谱能量分布图
2011-12-27
21 of 75
波长与光谱分布
光谱及相对光谱能量分布
LED照明基础资料知识-全套
LED照明基础知识.色温与亮度色温( Co1or Temperature )单位：绝对温度( Kelvin，K )色温度以绝对温度K 来表示，是将一标准黑体（例如铂）加热，温度升高至某一程度时颜色开始由红、橙、黄、绿、蓝、靛（蓝紫）、紫，逐渐改变，利用这种光色变化的特性，其光源的光色与黑体的光色相同时，我们将黑体当时的温度称之为该光源的色温度。
色温度在3000K 左右时，光色偏黄。
色温度在5000K 以上时，光色偏蓝。
不同色温度的光，具有不同的照明和视觉效果。
不同色温对应不同颜色的光如下图。
不同的波长给人眼造成不同的颜色感觉，从红、橙、黄、绿、蓝、靛（蓝紫）、紫。
眼睛的敏感度随波长的变化而强烈变化。
例如，在很好的照明条件下，眼睛对550nm 波长的光（黄光）的敏感程度是红光或蓝光的20 倍。
这也是为什么大部分车的雾灯和马路的路灯采用黄光的一个重要原因。
色温是度量颜色温度的标准，并不是度量灯的亮度。
卤素灯的色温可以由2300K到7000K；HID 灯的色温由4200K到超过8000K；灯的色温越高，它对雾和雨的穿透力越差（越不亮）。
大厂如飞利浦至今只生产色温最高6000K的氙气灯。
以下是不同色温的表现：光色温光效果3000K 黄色光，强穿透力4200K 白中带黄，原车配氙气灯5000K 光全白，欧规最高色温6000K 光全白，略带蓝色6500K 阳光下的白天7000—8000K白中明显带蓝8000K以上蓝光，穿透力极差推荐6000K左右的色温正好是最白略微开始转蓝的色温，人眼容易接受，不易疲劳，提高安全性，而卤素灯则较差。
4.选择LED光源需要关注的九个基本性能随着一哄而上的市场，作为消费者，选用依然要冷静，科学地分析，选用性价比最好的光源和灯具，下面介绍几种的基本性能：1、亮度的亮度不同，价格不同。
用于灯具的应符合雷射等级Ⅰ类标准。
2、抗静电能力抗静电能力强的，寿命长，因而价格高。
通常抗静电大于700V的才能用于灯饰。
led色温的基本概念
led色温的基本概念在摄影上，由于拍摄场景光线能量的不同，也会造成色彩的变化，色温较低时，场景的色调偏向橙红，色温较高时，场景的色调偏蓝，以下，仅就色温的定义及特性做一解说。
色温的定义色温指的是光波在不同的能量下，人类眼睛所感受的颜色变化。
在色温的计算上，是以Kelvin 为单位，黑体幅射的0° Kelvin= 摄氏-273 ° C 做为计算的起点。
将黑体加热，随着能量的提高，便会进入可见光的领域，例如，在2800 ° K 时，发出的色光和灯泡相同，我们便说灯泡的色温是2800 ° K。
可见光领域的色温变化，由低色温至高色温是由橙红--> 白--> 蓝。
色温的特性1. 在高纬度的地区，色温较高，所见到的颜色偏蓝。
2. 在低纬度的地区，色温较低，所见到的颜色偏红。
( <---- 低色温------------------ 高色温----> )3. 在一天之中，色温亦有变化，当太阳光斜射时，能量被( 云层、空气)吸收较多，所以色温较低。
当太阳光直射时，能量被吸收较少，所以色温较高。
4.Windows 的sRGB 色彩模型是以6500 ° K 做为标准色温，以D65 表示之。
5. 清晨的色温大约在4400 ° K。
6. 高山上色温大约在6000 ° K。
不同光源环境的相关色温度光源色温北方晴空8000-8500k阴天6500-7500k夏日正午阳光5500k金属卤化物灯4000-4600k下午日光4000k冷色营光灯4000-5000k高压汞灯3450-3750k暖色营光灯2500-3000k卤素灯3000k钨丝灯2700k高压钠灯1950-2250k蜡烛光2000k光源色温不同,光色也不同,色温在3300K以下有稳重的气氛,温暖的感觉;色温在3000--5000K为中间色温,有爽快的感觉;色温在5000K以上有冷的感觉.不同光源的不同光色组成最佳环境,如表:色温光色气氛效果>5000K 清凉(带蓝的白色) 冷的气氛3300-5000K中间(白) 爽快的气氛我们知道，通常人眼所见到的光线，是由光的三原色（红绿蓝）组成的7种色光的光谱所组成。
LED及色坐标理论知识
• 行业内通常使用BM-7来测量光的色坐标。
三原色与色坐标关系
光的波长
• 红光：650 • 黄光：610 • 绿光：540 • 蓝光：470 • 紫光：410 • 可见光波
• 背光发光的均匀性：指发光区域内亮度的最低点与最高点的 比例，单位：%；
✓ 根据产品的大小不同，我们主要采用5点、9点测量计算出产品 的发光均匀性；
✓ 行业标准均匀性≥80%
• ▪ 米 ( 长度) ▪ 千克 ( 质量) ▪ 秒 ( 时间) ▪ 安培 ( 电流) ▪ 开尔文 ( 热力学温度) ▪ 摩尔 ( 物质的量) ▪ 坎德拉 ( 发光 强度)
?行业标准均匀性80??米长度?千克质量?秒时间?安培电流?开尔文热力学温度?摩尔物质的量?坎德拉发光强度led的基本知识?led的主要性能参数?色区
深圳市正光电子有限公司
SHENZHEN ZHENGGUANG ELECTRONICS CO.,LTD
LED及色坐标、亮度理论知识
讲师：唐克强
科学的管理 创新的产品 满意的服务 共同的发展
长:400760NM • 紫外光波 长:400NM • 红外光:大 于760NM
亮度与均匀性
• 坎德拉：发光强度的单位。国际单位制（SI)的7个基本单位 之一，简称“坎”，符号cd
• 坎德拉每平方米：亮度单位，符号cd /㎡
✓ 我通常描述的亮度值，其单位就是坎德拉每平方米。 ✓ 一般使用的测量设备：BM-7
坐标
• 坐标：平面概念用来表示某个点的绝对位置 • 是以点0为原点，来定位平面内某一点的具体位置，表示方法
LED色度学研究
LED色度学研究LED色度学研究旨在研究LED灯的颜色特性及其对人类视觉和健康的影响。
LED灯作为一种新型的照明光源，具有节能、长寿命、环保等优点，已经广泛应用于室内和室外照明。
然而，由于其发光特性的差异，LED灯的颜色表现出多样性，并可能对人的视觉体验和健康产生不同的影响。
色度学是研究颜色及其在人类视觉中的感知和色彩变化等方面的学科。
在LED灯的色度学研究中，我们通常关注的重要参数是色温、色彩饱和度和色纯度。
首先，色温是指光源的色彩性质，是以绝对温度单位来衡量的。
在LED灯的色度学研究中，常用的单位是开尔文(K)。
较低的色温，如2700K-3000K，会产生较暖和昏黄的光色，类似于传统的白炽灯。
较高的色温，如5000K-6500K，会产生较冷和蓝调的光色，类似于自然的日光。
色温的选择与特定的照明需求和环境有关，例如，较低的色温适合用于舒适的家庭环境，而较高的色温适合用于提高警觉性的办公场所。
其次，色彩饱和度描述了颜色的纯度或强度。
饱和度越高，颜色越鲜艳或饱和。
LED灯通常可以提供多种不同饱和度的颜色，以满足不同的照明需求和个人喜好。
在色度学研究中，我们可以通过对比不同饱和度的LED灯的光谱特性和人体的感知反应，来评估颜色的饱和度对人类视觉的影响。
最后，色纯度是指光源发出的颜色与标准光源发出的颜色之间的差异。
光源的色纯度越高，发出的颜色越接近标准光源。
在LED灯的色度学研究中，我们可以通过比较不同LED灯发出的相同颜色的光与标准光源的色度信息，来评估其色纯度。
高色纯度的LED灯可以提供更准确、饱和的颜色体验，而低色纯度的LED灯可能会产生色偏或色差，影响观感和应用效果。
此外，LED灯的色温、色彩饱和度和色纯度还可能对人类的健康和生物节律产生影响。
光线的颜色可以影响人们的觉醒程度、情绪和生理反应。
例如，较高色温的冷色调光源可以提高注意力和警觉性，适合用于办公场所和学习环境；而较低色温的暖色调光源则有助于放松和舒缓情绪，适合用于住宅和休闲场所。
1-PDF-2 LED的基本指标(色度学)
LED 的基本指标一、表1名称 光通量 光强 照度 亮度 光效 平均寿命 符 号 Φ I E L 单 位 流明 Lm 说 明 发光体每秒种所发出的光量之总和，即光通量 发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量 发光体照射在被照物体单位面积上的光通量 发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量 电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示 指一批灯至百分之五十的数量损坏时的小时数 在同时考虑灯的损坏以及光束输出衰减的状况下，其综合光束输出 经济寿命 小时 减至一特定的小时数。
此比例用于室外的光源为百分之七十，用于 室内的光源如日光灯则为百分之八十。
LED 的基本指标坎德拉 cd 勒克斯 Lm/m2 尼脱 cd/m2 Lm/w每瓦流明 小时基本指标的定义和说明：【光 通 量】 即一光源所放射出光能量的速率或光的流动速率（光源每秒种发出的可见光量 之和，简单说就是发光量。
，为说明光源发光的能力的基本量，单位为流明（Lumen） ） 。
一个 l00 瓦 （w）的灯泡可产生 l750lm，而一支 40w 冷白日光灯管则可产生 3l5Olm 的光通量。
【发光强度】简称光度，是说从光源一个立体角（单位为 Sr）所放射出来的光通量，也就是光 源或照明灯具所发出的光通量在空间选定方向上分布密度，单位为烛光（cd） 。
发光强度为 1cd 的光源可放射出 l2.57lm 光通量。
【照 度】即受照平面上接受光通量的密度，可用每一单位面积的光通量来测量。
llm 的光通 量均匀分布在 l 平方公尺（m2）的表面，即产生 1 勒克新（LUX，lX）的照度 1lm 的光通量落 在 l 平方英尺（ft2）的表面，其照度值为 l 尺烛光（Footcandle，fC） 。
桌面、工作面的照度不应 少于 150lX。
起居室的照明采用光线柔合的半直接型照明灯具较理想，其平均照度应达到 l00lX 左右。
阅读和书写用的灯具功率可大些，照度应达到 200lX。
LED基础知识：色温与亮度
LED基础知识：色温与亮度
色温与亮度：色温( Co1or Temperature )，单位：绝对温度( Kelvin，K ) 色温度以绝对温度K 来表示，是将一标准黑体（例如铂）加热，温度升高至某一程度时颜色开始由红、橙、黄、绿、蓝、靛（蓝紫）、紫，逐渐改变，利用这种光色变化的特性，其光源的光色与黑体的光色相同时，我们将黑体当时的温度称之为该光源的色温度。
色温度在3000K 左右时，光色偏黄。
色温度在5000K 以上时，光色偏蓝。
不同色温度的光，具有不同的照明和视觉效果。
不同色温对应不同颜色的光如下图。
不同的波长给人眼造成不同的颜色感觉，从红、橙、黄、绿、蓝、靛（蓝紫）、紫。
眼睛的敏感度随波长的变化而强烈变化。
例如，在很好的照明条件下，眼睛对550nm 波长的光（黄光）的敏感程度是红光或蓝光的20 倍。
这也是为什么大部分车的雾灯和马路的路灯采用黄光的一个重要原因。
色温是度量颜色温度的标准，并不是度量灯的亮度。
卤素灯的色温可以由2300K到7000K；HID 灯的色温由4200K到超过8000K；灯的色温越高，它对雾和雨的穿透力越差（越不亮）。
大厂如飞利浦至今只生产色温最高6000K的氙气灯。
以下是不同色温的表现：光色温光效果
3000K黄色光，强穿透力
4200K白中带黄，原车配氙气灯
5000K光全白，欧规最高色温
6000K光全白，略带蓝色
6500K阳光下的白天
7000—8000K白中明显带蓝
8000K以上蓝光，穿透力极差推荐6000K左右的色温正好是最白略微开始转蓝的色温，人眼容易接受，不易疲劳，提高安全性，而卤素灯则较差。
LED照明的光色测量基础知识
LED照明的光色测量基础知识一、引言发光二极管（LED)作为新兴的发光体，具有电光效率高、体积小、寿命长、电压低、节能和环保等优点，是下一代照明器件的不二之选。
LED的发展受到国内外的普遍关注，新产品、新技术层出不穷.近年来,LED产业发展迅速,光效不断增加,亮度不断提高，如今，LED已经渗透到了大量的应用场合,尤其是白光LED技术的不断进步，LED在照明领域的应用也已经越来越普及.图1 LED产业的发展1、LED的工作原理发光二极管(LED）是一种能把电能转化为光能的固体器件，它的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统等组成。
LED的基本的工作原理是一个电光转换过程，当一个正向偏压施加于PN结两端，由于PN结势垒的降低，P区的正电荷将向N区扩散，N 区的电子也向P区扩散,同时在两个区域形成非平衡电荷的积累。
由于电流注入产生的少数载流子是不稳定的,对于PN结系统，注入到价带中的非平衡空穴要与导带中的电子复合，其中多余的能量将以光的形式向外辐射，电子和空穴的能量差越大，产生的光子的能量就越高。
能量级差大小不同，产生光的频率和波长就不同，相应的光的颜色就不同.图2 LED的工作原理2、LED的光参数图3 LED的主要光参数（1）光通量光通量是光源在单位时间内发出的光量，也即辐射功率(或辐射通量）能够被人眼视觉系统所感受到的那部分有效当量.光通量的符号为Φ,单位为流明（lm）。
根据光谱辐射通量Φ（λ），由下式可确定光通量.式中V（λ)为相对光谱光视效率，Km为辐射的光谱光视效能的最大值，单位为lm/W,1977年由国际计量委员会确定Km值为683lm/W(λm=555nm)。
（2)光强度光源在给定方向上的发光强度是该光源在该方向的立体角元dΩ内传输的光通量dΦ除以该立体角元之商，即发光强度的单位是坎德拉（cd),1cd=1lm/1sr。
空间各个方向的光强之和就是光通量.(3)光亮度光源发光表面上某一点处的亮度是该面元dS在给定方向上的发光强度除以该面元在垂直于给定方向的平面上的正投影面积之商，即:单位为坎德拉每平方米(cd/m2)。
什么是LED三原色
什么是LED三原色赛德利照明认为LED的光学效应我们今天以三原色原理来说明，白光通过棱镜后被分解成多种顏色逐渐过渡的色谱，顏色依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，这就是可见光谱。
其中人眼对红、绿、蓝最为敏感，人的眼睛就像一个三色接收器的体系，大多数的顏色可以通过红、绿、蓝三色按照不同的比例合成产生。
同样绝大多数单色光也可以分解成红绿蓝三种色光。
这是色度学的最基本原理，即三原色原理。
三种原色是相互独立的，任何一种原色都不能有其他两种顏色合成。
红绿蓝是三原色，这三种顏色合成的顏色范围最为广泛。
红绿蓝三原色按照不同的比例相加合成混色称为相加混色。
三原色是这样的三种顏色，它们相互独立，其中任一色均不能由其他二色混合产生。
它们又是完备的，即所有其他顏色都可以由三原色按不同的比例组合而得到。
有两种原色系统，一种是加色系统，其原色是红、绿、蓝；另一种是减色系统，其三原色是黄、青、紫（或品红）。
不同比例的三原色光相加得到彩色称为相加混色。
其规律为：红＋绿＝黄红＋蓝＝紫蓝＋绿＝青红＋蓝＋绿＝白彩色还可由混合各种比例的绘画顏料或染料来配出，这就是相减混色。
因为顏料能吸收入射光光谱中的某些成分，未吸收的部分被反射，从而形成了该顏料特有的彩色。
当不同比例的顏料混合在一起的时候，它们吸收光谱的成分也随之改变，从而得到不同的彩色。
其规律为：黄＝白－蓝紫＝白－绿青＝白－红黄＋紫＝白－蓝－绿＝红黄＋青＝白－蓝－红＝绿紫＋青＝白－绿－红＝蓝黄＋紫＋青＝白－蓝－绿－红＝黑相减混色主要用于美术、印刷、纺织等，我们讨论的图像系统用的是相加混色，注意个要将二者混淆。
用以上的相加混色三原色所表示的顏色模式称为RGB模式,而用相减混色三原色原理所表示的顏色模式称为CMYK模式,它们广泛运用于绘画和印刷领域。
RGB模式是绘图软体最常用的一种顏色模式，在这种模式下，处理图像比较方便，而且，RGB存储的图像要比CMYK图像要小，可以节省内存和空间。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5。BY法白光LED显色性的问题 480nm的凹谷使N0.5，6两块板的显色受 到影响。
6.物体的色再现 与物体表面的光谱反射率和光源光谱有光 光,不一定显色差的光表现不好. 看5500K色温的LED表现
差于阳光
极差
绿色也差
优于阳光
结论:不是说CRI差一点的都不可用,需要发 现它的使用对象.
7.人的喜爱色温 1941 Kruithof图
常用各个颜色LED的峰值波长
材料
GaAs:Si AlGaAs(铝镓砷) Ga0.6As0.4P(磷化镓砷) Ga0.35As0.65P (磷化镓砷) Ga0.15As0.85P (磷化镓砷) GaP:N(稼磷氮) SiC(碳化硅) GaN(氮化镓)
颜色
红外 红 红 橙 黄 绿 蓝 蓝
峰值波 长(nm)
∴ 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.
彩色LED在色品图上的位置 非单色光谱所以不在最外边上
色品图的作用之一---BY法(配荧光粉): 1)荧光粉向红移动
产生白光的BY法说明
配出不同色温的白光LED
Y4156
Y4750
三。LED的色特性 1.为什么要重视LED的色--光色的变化远大于传统光源!！ •新的时候变化（结温） ---结温增高后的光谱变化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； 2）光谱轨迹在540nm-700nm在色度图中 是直线,两种颜色混合可以得到两色之间的 各种颜色。 3)规定的视场1931年是2º ,1964年是10º . 2º 内都是锥状细胞,中心视觉,无杆状细 胞; 10º 内更接近实际,有部分边缘的锥状细 胞.
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.
功率效率 (%)
950 650 660 632 590 570 470 465
12.0 3.0 0.6 0.6 0.1 0.3 0.02 0.01
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
谢 谢!!
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.
色不均匀性造成的照明效果的低劣
•光衰问题 温度促使光通的变化 热冷比的曲线
荧光粉涂布方式 的不同
光衰后老化的变化 DOE规定光衰后期的色坐标变化图
2.LED的光谱 •BY法的白色LED光谱
• RGB三基色混色白光的光谱 采用RGB单色LED得到。 这种RGB分开的光谱看颜色还行,但算Ra就 很差,这就是要更改计算Ra方法的原由. 办法就是另立一套考虑该因素后的标准色板.
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
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):
白色偏差图,有8档Δu,v,
ANSI规定的色温和偏差
BIN的划分 深色的是ANSI的要求
Rebel的白色binning的划分
4。色差和色变化的规定 LED一颗中的颜色变化
DOE规定,新的产品,u’和v’的变化≤0.004; 产品在寿终时,u’和v’的变化≤0.007.
Δ u’, Δ v’为0.004和0.007化为x,y的数值和意义
为了使色差相同点形成圆形,不同颜色的色差有 相同的表现,进行坐标变换后,就可以得到---均匀 色空间.其中DOE推荐的是CIE的1976u’v’均匀色 空间, u’,v’和X,Y间的 坐标变换: u’=4X/(X+15Y+3Z) v’=9Y/(X+15Y+3Z)
色差0.007在CIE76年均匀色空间u’,v’图中 的表示,是一个圆.
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。
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。
3。白光的规定和白光中色坐标的划分
LED色坐标在1964年均匀色坐标中的表示
根据DOE规定的色度范围看CALIPER检测 A灯的色度的结果
请看一次CARLIPER检测中MR16灯的色偏 差
什么是光色算好的?适合人眼.
光源光色的色坐标在普朗克黑体轨迹线上. 此段是呈白色的光源,
上下偏差有一个范围, 范围内的也属白色光源.
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);
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。
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.
3)色坐标x,y,z的计算
x= X/(X+Y+Z) y=Y/(X+Y+Z) z=Z/(X+Y+Z)
1931年2º 视场的色品图
色品图上的黑体轨迹
1931色品图的不足---不均匀色空间 •与一个颜色有相同色差值的轨迹是椭圆; • 不同颜色,相同 色差,在图中反映的 距离不同,得到一个 个大小不同的椭圆;
得Δx=0.0156, Δ y=0.0161. 在6500K处, Δ u’, Δ v’为0.004时, Δx=0.0110, Δ y=0.0117. Δ u’, Δ v’为0.004和0.007化为x,y的数值和
意义
结论:① Δx,Δ y 的值> Δ u’,Δ v’的值； ②高色温处的要求更高； ③相当于5-6个NBS色差,容易察觉。
分组 色表 CCT(K) 适用场所举例 I <3300 暖 客房､卧室､病房､酒吧､餐厅 II 中间 3300-5300 办公､教室､阅览室､诊室､机 加工､仪表装配 III 冷 >5300 热加工､高照度场所
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
颜色量度的形象比喻
三刺激值X,Y,Z的计算 X=Σ φ(λ)•x•Δλ Y=Σφ(λ)•y•Δλ Z=Σφ(λ)•z•Δλ φ(λ):与被研究对象的光谱分布,如光源是相对光 谱能量分布,反/透射材料是光谱反/透射分布. φ(λ)=τ(λ)•S(λ)----Y是物体的透光率; φ(λ)=ρ(λ)•S(λ)----Y是物体的反光率; φ(λ)=β(λ)•S(λ)----Y是物体的亮度因数.