浅淡显色性与光谱

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1、浅淡显色性与光谱2009-12-2513:11:15作者：昭阳新光源来源：浏览次数：0浅谈显色性与光谱□文/吕文杰武汉昭阳新光源有限公司摘要：光通量、色温和显色性是光源的三大重要指标，本文对光源的显色性和光源的光谱作了阐述，不同光谱对物体显色性的影响——物体在不同的光谱光照下的显色性更是千姿百态。关键词：显色性、显色指数、光谱图、LED光源引言我们日常生活中常用的照明光源丰富多彩，伴随着LED制造工艺的日新月异，LED光源这一绿色照明更是受到人们的青睐。为了设计出更好的LED照明产品，我们更有必要了解光源的显色性和光

2、谱。一、光源显色性1.1光源显色性的定义显色性是指光源的光照射到物体上所产生的客观效果和对物体真实色彩的显现程度。也就是颜色逼真的程度，通常叫做“显色指数（Ra）”。显色性高的光源对颜色表现较好,我们所见到物体的颜色也就接近自然原色,显色性低的光源对颜色表现较差,我们所见到物体的颜色偏差也较大。1.2显色指数为了能定量地判断光源的显色性能，CIE提出了显色指数的参量。在规定条件下，由光源照明的物体色与标准光源照射时相比较，一致性程度的参数。CIE提出了CIE色度坐标系统并确定了14个色样（如表1所示）来测量显色性。表

3、1CIE色度坐标系统14色样一般人工照明光源用显色指数Ra作为显色性的评价指标。Ra值的范围为0～100，Ra值越高，光源的显色性就越好。一般变为Ra=80~100,光源的显色性优良；Ra=50~79,光源的显色性一般；Ra<50,光源的显色性较差。对于颜色的辨别要求高的场合，如摄影棚、体育馆和印刷行业，需要使用高显色指数的光源，如白炽灯、镝灯、卤钨灯等，它们的显色指数Ra都达85以上。对我们现有的LED光源和原有的灯进行测试得出如下图1-1所示的显色指数图序：图1-1显色指数图序二、光谱2.1光谱曲线光谱曲线是颜色

4、“指纹”—颜色光谱数据的描述。以光谱反射率强度为纵坐标，以可见光谱波长为横坐标绘制出的曲线称光谱曲线。如下图2-1所示是我们测试时所用的标准光源的光谱曲线图。图2-1标准光源光谱曲线图谈到光谱曲线，我们首先对颜色要有一定的认识，描述颜色的直观方法是描述颜色的“三属性”，即色相、饱和度和明度。而光谱曲线中的光波也可以用色相、饱和度和明度三属性来描述。其中，波长决定颜色的色相，波纯度决定饱和度，波的振幅决定明度。光谱曲线表示波的特征和我们感知这些特征的方法之间的关系。下面的图示可以直观地呈现出它们之间的关系。图2-2红绿

5、色对比图从图2-2红绿色对比图中的光谱曲线可以看出，光谱图中波长高出的位置决定了色相。图2-3鲜红与暗红对比图从图2-3鲜红与暗红对比图的光谱曲线可以看出，光谱曲线的纯度决定了颜色的饱和度。也就是鲜红的光谱图中红色占有的面积远大于其它的颜色，故呈现出的颜色为鲜红，而暗红的光谱图中红色虽占有的面积的比例小于左边鲜红光谱图的的比例，故呈现出的颜色比鲜红要淡些。图2-4浅红与深红对比图从图2-4浅红与深红对比图的光谱曲线可以看出，光谱曲线的高低决定了颜色的明暗度。浅红与深红的光谱曲线部分是相符的，只是浅红的光谱曲线幅值比深

6、红的高。图2-5深灰与浅灰对比图从图2-5深灰与浅灰对比图的光谱曲线可以看出，光谱曲线呈水平线时，表明低饱和度及没有特定的色相。故两者都呈现出灰色。我们再回过头来看看标准灯的光谱图图2-5其特点：波长由短波蓝色至长波红色，能量由低到高，在长波长区域具有相对高的辐射能。也是连续光谱。显色指数Ra=100,但由于黄色和红色能量较高，光源的颜色偏橙，色温低（Tc=2856K）。2.2光源光谱曲线通过对光谱曲线的认识，我们更能深刻地读懂各种光源的光谱曲线，通过它来设计出更好的LED照明光源。LED作为新一代人造绿色光源，它在

7、照明领域的应用日趋广泛，以其节能，环保的优势占领照明市场。而其光源显色性也比普通白炽灯、荧光灯更为突出。我们可以通过测试其光谱曲线来进行对比。图2-6普通日光灯光谱图与数据图2-7LY-PB-220/36-RZA光谱图与数据由测试数据，我们可以得出平板灯的显色指数Ra=80.1>普通日光灯的显色指数Ra=73.2。在显色性上平板灯优于普通日光灯。图2-6普通日光灯的光谱图的特点：在380～460nm和540～620nm这两波段区间分别有两个能量较高的波峰，从700nm到780nm是断续光谱。图2-7LY-PB-220

8、/36-RZA光谱图的特点：在450nm~470nm和530～600nm的波段出现两个能量较高的区域。紫蓝色几平没有能量，红色波长的能量相对较低。三、光源光谱对物体的显色性及人视力的影响3.1光源光谱对物体显色性的影响长期以来，人们已习惯于在自然日光下辨认物体的颜色，并对日光照射的物体的色彩具有准确的辨认能力。随着照明技术的发展、进步，越来越多