LED光源色度學(xué)性能參數(shù)有哪些？LED光源與普通光源一樣，其性能也是由光度學(xué)與色度學(xué)參數(shù)共同決定的，其光度學(xué)指標(biāo)主要有光通量、光強(qiáng)、光效等，其色度學(xué)指標(biāo)主要有色溫、顯色指數(shù)。本文對(duì)LED光源的色溫、顯色指數(shù)的定義和計(jì)算方法分別做了介紹，感興趣的朋友可以了解一下！

LED光源色溫的概念及計(jì)算方法：

色溫分為絕對(duì)色溫與相關(guān)色溫。當(dāng)光源發(fā)出的光譜與加熱一個(gè)黑體使其產(chǎn)生同樣光譜時(shí)，加熱黑體所需要的溫度就是該光源的絕對(duì)色溫，絕對(duì)色溫的概念是在1911年由Hyde提出的，一般用T表示，單位為開爾文（K），是表示光源特性最基本的參數(shù)之一。這里的黑體是指對(duì)外來輻射或光線完全吸收的一種理想物體，是不存在的。

絕對(duì)色溫在CIE-1931色品圖上是一條連續(xù)的弧形軌跡，這條軌跡稱為黑體軌跡線。光源的色品坐標(biāo)如果落于黑體軌跡上，則對(duì)應(yīng)的黑體溫度就為此光源的絕對(duì)色溫。絕對(duì)色溫的計(jì)算公式為：

式中n=（x-0.3320）/（y-0.1858），x、y為CIE-1931的色坐標(biāo)。為方便描述，色溫也可理解為光源的顏色，隨著色溫值的提高，光源的顏色會(huì)由紅色向藍(lán)色轉(zhuǎn)變，如下圖所示。

絕對(duì)色溫雖然可以準(zhǔn)確地描述光源的顏色，然而對(duì)于大部分光源來說，光源的色品坐標(biāo)不可能與某一絕對(duì)溫度下的黑體輻射色品坐標(biāo)完全相同，為此，Raymond Davis等人提出了相關(guān)色溫的概念，一般用Tc來表示，單位為開爾文（K），它表示與光源具有最相似顏色刺激的黑體輻射的溫度。為了快速準(zhǔn)確地計(jì)算出光源的相關(guān)色溫，目前已經(jīng)提出了幾種比較典型計(jì)算方法，包括：三角垂足插值法、黑體軌跡法和模擬黑體軌跡法等，這幾種方法雖然計(jì)算精確，但計(jì)算過程復(fù)雜，計(jì)算量大。為了更加高效準(zhǔn)確地計(jì)算出相關(guān)色溫，J.Smith、Macadam和Tamaru等人提出了幾種計(jì)算相關(guān)色溫的經(jīng)驗(yàn)公式。

J.Smith等人提出的相關(guān)色溫計(jì)算公式為：

式中n=（x-0.3320）/（0.1858-y），x、y為CIE-1931的色坐標(biāo)。

Macadam等人提出的相關(guān)色溫計(jì)算公式為：

式中n=（x-0.329）/（y-0.187），x、y為CIE-1931的色坐標(biāo)。

Tamaru等人提出的相關(guān)色溫計(jì)算公式為：

式中n=（x-0.332）/（y-0.1858），x、y為CIE-1931的色坐標(biāo)。

上述三種經(jīng)驗(yàn)公式均可以直接計(jì)算出已知色品坐標(biāo)光源的相關(guān)色溫，且計(jì)算快速、準(zhǔn)確。對(duì)于多基色混合光，其色品坐標(biāo)只能落在混合光圍成的色品坐標(biāo)的連線區(qū)域內(nèi)，故上述經(jīng)驗(yàn)公式也可以用混合光相關(guān)色溫的計(jì)算。

LED光源顯色指數(shù)的概念及計(jì)算方法：

顯色性是指光源能正確還原物體本來顏色的能力，一般用顯色指數(shù)值（Color Rendering Index：CRI）來表示。顯色指數(shù)值越大，則代表光源的顯色能力越好，一般認(rèn)為太陽光的顯色指數(shù)為100，這也是顯色指數(shù)的最大值。一般來說，在同一色溫下，顯色指數(shù)越高，物體顏色就被還原得越真實(shí)。

不同的環(huán)境對(duì)光源的顯色性能要求也不同，例如實(shí)驗(yàn)室、手術(shù)室等需要高顯色指數(shù)光源來準(zhǔn)確還原色彩，一般需要顯色指數(shù)在90以上的光源；辦公室、教室等場(chǎng)所一般要求CRI在 70-90 之間；CRI在70 以下的光源，由于顯色性較差，一般只用在室外對(duì)于顯色性要求較低或沒有要求的環(huán)境。不同顯色指數(shù)的等級(jí)劃分和一般應(yīng)用場(chǎng)所如下表 所示。

CRI的計(jì)算取決于選定的15種顏色樣品，這15種顏色樣品有各自領(lǐng)域的使用要求，如下圖所示。選取前8塊色樣R1-R8，它們具有中等飽和度與大致相同的明度，并且顏色范圍涵蓋了整個(gè)可見光譜，以此來測(cè)定一般顯色指數(shù)。后6塊R9-R14是較少使用的特殊顏色樣品，例如模仿歐洲人膚色和樹葉綠色的顏色樣品，其中還包括了飽和度更高的原色。

光源對(duì)于某一標(biāo)準(zhǔn)顏色樣品的顯色指數(shù)計(jì)算公式為：

式中，△Ei為15種顏色樣品在標(biāo)準(zhǔn)光源與待測(cè)光源下的色差。通常情況下用一般顯色指數(shù)Ra表示光源的顯色性能，Ra指特定的前8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)顏色樣品的平均顯色指數(shù)：

光源顯色指數(shù)的具體計(jì)算步驟如下：

1.將CIE-1931色品坐標(biāo)中的x，y與CIE1960UCS色品坐標(biāo)u、v進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：

2.計(jì)算出15個(gè)標(biāo)準(zhǔn)顏色樣品在待測(cè)光源、參考光源以及第i個(gè)顏色樣品下的色品坐標(biāo)。

3.計(jì)算待測(cè)光源、參考光源、第i個(gè)顏色樣品的色適應(yīng)色品位移修正參數(shù)c、d，cr，dr，ci，di。由于待測(cè)光源和參考光源的色品值存在差異，所以需要將待測(cè)光源的色品坐標(biāo)調(diào)整為參考光源的色品坐標(biāo)，即待測(cè)光源的色適應(yīng)色品位移修正。待測(cè)光源、參考光源、第i個(gè)顏色樣品的色適應(yīng)色品位移修正參數(shù)計(jì)算公式可統(tǒng)一表示為：

4.色適應(yīng)色品位移修正計(jì)算公式如下：

5.計(jì)算待測(cè)光源與參考光源照明下的實(shí)驗(yàn)色顏色空間色坐標(biāo)（Wi，Ui，Vi）、（Wri，Uri，Vi）：

為簡(jiǎn)化運(yùn)算，上式中參考光源的色度學(xué)參數(shù)Wri、Uri、Vri、ur、v，可采用奧爾特斯經(jīng)驗(yàn)公式f=b+pm+qm2計(jì)算，其中f可分別表示W(wǎng)ri、Uri、Vri、ur、Vr。b、p、q所對(duì)應(yīng)參數(shù)的系數(shù)，m=104/Tc，其值與絕對(duì)色溫有關(guān)，可利用下列公式可求得。

6.計(jì)算某一標(biāo)準(zhǔn)光源樣品和待測(cè)光源的色差，計(jì)算公式為：

7.最后利用下列公式即可求得待測(cè)光源的15個(gè)特殊顯色指數(shù)。