標準光源的主要性能指標是什么?它們之間什么關系?

? DOHO標準光源箱 ????|???? ?2024-02-21

標準光源的主要性能指標是什么?評價標準光源的性能指標有很多,其中最為主要的性能指標是色溫和顯色性,它們同為標準光源兩個重要的顏色指標,那么,它們之間什么關系?本文對色溫和顯色性之間的關系做了介紹,感興趣的朋友可以了解一下!

標準光源

標準光源的主要性能指標:

1.色溫

色溫是描述光源光譜質(zhì)量最常用的指標。當某輻射體與絕對黑體在可見光區(qū)域具有相同形狀的光譜功率分布時的溫度,稱為該輻射體的色溫。當光源的色度坐標位于色度圖上的黑體跡線上時,就把黑體的絕對溫度定義為該光源的色溫,不同溫度下,絕對黑體的色度坐標是不同的,但是非熱輻射光源,它們的光譜功率分布形式與黑體輻射相差很大,其色度坐標不一定落在黑體輻射跡線上,這時常用相關色溫來表示,即在色度圖上,和某一光源的色度坐標點相距最近的那個黑體的絕對溫度就定義為該光源的相關色溫。

2.顯色性

光源對物體的顯色能力稱為顯色性,是通過與同色溫的白熾燈下觀察到的物體顏色比較得到的。光源發(fā)射的光譜分布決定它的顏色,光譜分布不同,對各個顏色的顯色性亦大不相同。相同顏色的光源可以由不同的光譜組成,光源的光譜組成波長范圍越廣顯色品質(zhì)越好。當光源光譜中缺少白熾燈下物體所反射的主波長時,會使物體顏色產(chǎn)生明顯的色差,色差程度越大,光源對該顏色的顯色性也就越差。目前,顯色指數(shù)仍是定義評價光源顯色性的普遍方法。


色溫和顯色性的關系:

色溫是光源的重要指標,用來描述光源本身的顏色。一定的色光具有一定的相對能量分布:當黑體連續(xù)加熱,溫度不斷升高時,它的相對光譜能量分布的峰值部位將由長波方向向短波方向變化,其所發(fā)光的顏色的變化順序是紅-黃-白-藍。同一種顏色,在白熾燈、鹵素燈、中午日光等不同光源照明下,所表現(xiàn)出來的顏色是不同的。而這種差異就是由光源的色溫不同造成的。

有關光源顏色特性的評價的另一個指標是光源的顯色性,它研究物體在光源照明下所呈現(xiàn)的顏色效果。光源的光譜分布決定了光源的顯色性,具有連續(xù)光譜分布的光源均有較好的顯色性,如白熾燈、日光等。另外,由特定的色光組成的混合光源也能有很好的顯色性,如波長為610nm(橙)、540 nm(綠)和450nm(藍)的光譜輻射對提高光源的顯色性具有特殊效果,所以采用這三種色光以適當?shù)谋壤旌纤a(chǎn)生的白光與連續(xù)光譜的白熾燈或日光具有同樣優(yōu)良的顯色性。光源的顯色性影響著人眼所觀察的物體顏色,在顯色性好的光源照明下,物體顏色的失真就會小。

光源的色溫和顯色性是光源的兩個重要的顏色指標。兩者之間沒有必然的聯(lián)系,因為具有不同光譜分布的光源可能有相同的色溫,但其顯色性可能差別很大。


光源色溫的測定方法:

藍/紅比法通常用來測定一個光源的色溫。在這個方法中,改變標準光源(黑體或更通常的是經(jīng)預先校準過的標準燈)的色溫,使其測得的被測光源和標準光源的藍/紅比相等、此時就認為被測光源的色溫等于標準光源的色溫。嚴格地講,這樣比較得到的是分布溫度,而不是色溫。雖然在通常情況下由于被測光源和標準光源具有相同或近似相同的分光能量分布、這種差別是不大重要的但是如果所比較的這兩種光源具有不相同的分光能量分布+最好還是講這是它的分布溫度、盡管這分布溫度和所使用的藍、紅波長范圍有關。因此,對于感光測定所用的儀器燈泡(鎢絲燈),可以用藍/紅比方法來標定燈泡的色溫。

取一只無色泡殼的鎢絲燈,由小到大逐漸升高燈電壓(電流),燈絲的溫度隨之也逐漸升高,我們可以看到發(fā)出的光有兩個變化,一個是燈絲的亮度越來越大;另一個是它發(fā)出的光的顏色也在變化,先是暗紅,然后變?yōu)榧t、紅黃、黃白,最后變?yōu)榘咨2⑶抑灰獙綦妷海ɑ螂娏鳎┟看味颊{(diào)到同一數(shù)值,也就是說燈絲被加熱到對應的同一溫度時,它發(fā)出的光亮度總是相同的,光顏色總是恒定的,且不同的溫度對應于不同的亮度,不同的顏色。不管燈絲點燃在什么溫度下,只要恰當改變黑體的溫度,總可以使得黑體發(fā)射光的顏色與鎢絲燈發(fā)射光的顏色相匹配。由此可見,對于象白熾鎢絲燈這一類型的光源,不僅它的光色和它白熾體的溫度有一對應的關系,而且在和黑體的光色相匹配的情況下,還和此時黑體的溫度有一一對應的關系。

由于燈源的色溫不同,它所發(fā)射的光的顏色也就不同,它的藍/紅比值也不同。因此,感光測定中所用的燈源的色溫將影響著感光測定數(shù)據(jù)的準確性,嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量。


光源顯色性評價方法:

顯色指數(shù)是描述光源顯色能力的技術指標,用CRI表示。顯色性也稱演色性或傳色性,它是光源的一個重要指標。

光源對物體的顯色能力稱為顯色性,是通過與同色溫的參考或基準光源下物體外觀顏色的比較產(chǎn)生的。光所發(fā)射的光譜成分決定光源的光色,相同光色的光源會有相異的光譜組成,光譜組成較廣的光源較有可能提供較佳的顯色品質(zhì)。當光源光譜中很少或缺乏物體在基準光源下所反射的主波時,會使顏色產(chǎn)生明顯的色差。色差程度,愈大,光源對該色的顯色性愈差。顯色指數(shù)是目前定義光源顯色性評價的普遍方法。

顯色分兩種:忠實顯色和效果顯色,也叫一般顯色和特殊顯色。忠實顯色是指能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來的顏色。顯色指數(shù)高的光源,其數(shù)值越接近100,顯色性最好。這是電視照明所追求的。效果顯色要鮮明地強調(diào)特定色彩,表現(xiàn)美的生活。

光源的顯色特性是以陽光做標準的。陽光的顯色特性最好,定義為100(注意:不是100%!)。顯色指數(shù)也叫綜合顯色指數(shù)或叫一般顯色指數(shù),用符號Ra 表示。

為了準確測定光源的顯色指數(shù),國際照明委員會于1948年制定了顯色指數(shù)的測定方法。用8個標準顏色樣品在標準光源和待測光源照射時產(chǎn)生的色差,算出每一個樣品的顯色指數(shù)。這8個顏色樣品的顯色指數(shù)用R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8表示。綜合顯色指數(shù)是8個特殊顯色指數(shù)的平均值。Ra越大,顯色性越好;反之,顯色性就差。

如果各色物體受照的效果和標準光源照射時一樣,則認為該光源的顯色性好(顯色指數(shù)高);反之,如果物體在受照后顏色失真,則該光源的顯色性就差(顯色指數(shù)低)。