LED器件颜色评价
LED器件的光辐射和自然界的所有颜色一样会对人眼产生视觉刺激，人们根据自己的感受评价LED器件的颜色特性，为避免这种评价的主观性，必须用物理的方法来对颜色进行计量（色度学）。目前在实际应用中常有术语误用情况等问题，因此完全有必要就LED器件的色度计量问题作叙述，以供参考。
??1 颜色的心理属性和术语
??人们根据颜色的外貌，按直观颜色视觉的心理感受，对颜色进行系统的归纳和排列，给以相应的文字描述和数字标记。颜色可以分为彩色和非彩色两大类：非彩色是指白色，黑色和各种深浅不同的灰色。它们构成所谓的黑白系列，研究表明颜色有三种心理特性，分别可以用色调、饱和度、明度来描述。
??1.1 色调Hue
??表示颜色相互区分的属性。可见光谱中不同波长的光辐射在视觉上表现为不同的色调，如红、绿、蓝和黄等。光源的色调取决于人眼对其辐射的光谱构成产生的感觉；物体的色调则取决于人眼对光源光谱组成和物体表面反射（或透射）的各波长辐射的比例所产生的感觉。
??1.2 饱和度Saturation
??指颜色的纯洁性。可见光谱中各单色光的饱和度最高，当单色光中掺入白光愈多时，则饱和度愈低。
??1.3 明度Brightness
??明度是人眼感觉到颜色的明亮程度。颜色的亮度越高，眼睛就越感觉明亮，即有较高的明度。物体色的黑白系列的非彩色代表物体的光反射率的变化，在视觉上就是明度的变化，愈接近白色，明度愈高。反之，愈接近黑色，明度愈低。
??2 LED颜色测量
??2.1 CIE1931－XYZ色度系统
??颜色感觉是由于光辐射源的或被物体反射的光辐射作用于人眼的结果。因此，颜色不仅取决于光刺激，而且取决于人眼的视觉特性。关于颜色的测量和标准应该符合人眼的观测结果。但是，人眼的颜色特性对于不同的观测者或多或少会有差异，因此要求根据大量的观测者的颜色视觉实验，确定一组为匹配等能光谱色的三原色数据，?quot;标准色度观测者光谱三刺激值"，以此代表人眼的平均颜色视觉特性，用于色度学的测量和计算。
CIE（国际照明委员会）1931年在RGB系统的基础上采用设想的三原色（X），（Y），（Z）［分别代表红色，绿色和蓝色］，建立了CIE－1931色度图，同时将匹配等能光谱各种颜色的三原色数据标准化，确定?quot;CIE1931－XYZ标准色度学系统"。
??CIE1931－XYZ色度系统是色度学基础。任何一种颜色均可以用CIE1931-XYZ色度图中它的色度坐标x,y和刺激值Y来表示。图16为CIE1931色度图。
图16 CIE1931色度图
??在这个系统中，色度坐标：
??这里X、Y、Z为颜色的三刺激值，它们的数值表示了三原色匹配该颜色时相互之间的比例。一个等能光谱的白光是有相同数量的X、Y、Z组成。
??2.2 色度坐标的计算
??要计算LED器件的色度坐标及其它参数，如果已知器件的光谱功率（能量）分布，则可以按下式计算：
??由于实际上很难用数学表达式来写出P(λ) ，因此常以求和来近似积分。这里Y对于光源来说，它为光源的亮度。对于物体色而言，K称为调整系数，它是将照明体或光源的Y值调整为100时得出，即：
??2.3 分光光度法测量色度坐标
??按方法2005测量得到被测LED器件的光谱功率分布P(λ)曲线后，可按9.2.2计算方法得到被测器件的色度坐标。
??2.4 光电积分法测量色度坐标
??把光电探测器的光谱响应用光学系统修正得和CIE1931标准色度观测者光谱三刺激值
一致，那么用这样的光探测系统就能一次性积分测量出被测器件光辐射的三刺激值。计算得到色度坐标。
??2.5 主波长 Dominant wavelength
??任何一个颜色都可以看作为用某一个光谱色按一定比例与一个参照光源（如CIE标准光源A、B、C等，能光源E，标准照明体D65 等）相混合而匹配出来的颜色，这个光谱色就是颜色的主波长。颜色的主波长相当于人眼观测到的颜色的色调（心理量）。
??若已获得被测LED器件的色度坐标，就可以采用等能白光E光源（ x0＝0.3333，y0 ＝0.3333）作为参照光源来计算决定颜色的主波长。计算时根据色度图上连接参照光源色度点与样品颜色色度点的直线的斜率，查表读出直线与光谱轨迹的交点，确定主波长。
??2.6 纯度 Purity
??样品颜色接近主波长光谱色的程度就表示了该样品颜色的纯度。在CIE－1931色度图上，在颜色主波长线上用参照光源色度点到样品色度点的距离与参照光源色度点到光谱色色度点的距离之比来表示纯度。颜色的纯度和人眼观测到的颜色饱和度基本一致。
??2.7 色温Tc Color temperature
??光源的光辐射所呈现的颜色与在某一温度下黑体辐射的颜色相同时，称黑体的温度（TC）为光源的色温度。为了求得光源的色温，需要先求得它的色度坐标，然后在色度图上由CIE1960UCS推导的ISO色温线求取色温。对于相对光谱功率分布偏离黑体相对光谱功率分布较远的光源，用色度坐标与其最*近的黑体温度来表示该光源的相关色温，在色温线上求取相关色温。
??参考文献:
??1.GB3977－83 颜色的表示方法
??2.GB4728－85 电气图形用图形符号
??3.GB11499－89 半导体分立器件文字符号
??4.GB/T15651－1995 半导体器件 分立器件和集成电路 第五部分：光电子器件
??5.SJ2353.3－83 半导体发光器件测试方法
??6.SJ2658－86 半导体红外发光二极管测试方法
??7.IEC－747－5 Semiconductor devices Part5：Optoelectronic devices
??8.CIE-127-1997 Measurement of LEDs
??1 颜色的心理属性和术语
??人们根据颜色的外貌，按直观颜色视觉的心理感受，对颜色进行系统的归纳和排列，给以相应的文字描述和数字标记。颜色可以分为彩色和非彩色两大类：非彩色是指白色，黑色和各种深浅不同的灰色。它们构成所谓的黑白系列，研究表明颜色有三种心理特性，分别可以用色调、饱和度、明度来描述。
??1.1 色调Hue
??表示颜色相互区分的属性。可见光谱中不同波长的光辐射在视觉上表现为不同的色调，如红、绿、蓝和黄等。光源的色调取决于人眼对其辐射的光谱构成产生的感觉；物体的色调则取决于人眼对光源光谱组成和物体表面反射（或透射）的各波长辐射的比例所产生的感觉。
??1.2 饱和度Saturation
??指颜色的纯洁性。可见光谱中各单色光的饱和度最高，当单色光中掺入白光愈多时，则饱和度愈低。
??1.3 明度Brightness
??明度是人眼感觉到颜色的明亮程度。颜色的亮度越高，眼睛就越感觉明亮，即有较高的明度。物体色的黑白系列的非彩色代表物体的光反射率的变化，在视觉上就是明度的变化，愈接近白色，明度愈高。反之，愈接近黑色，明度愈低。
??2 LED颜色测量
??2.1 CIE1931－XYZ色度系统
??颜色感觉是由于光辐射源的或被物体反射的光辐射作用于人眼的结果。因此，颜色不仅取决于光刺激，而且取决于人眼的视觉特性。关于颜色的测量和标准应该符合人眼的观测结果。但是，人眼的颜色特性对于不同的观测者或多或少会有差异，因此要求根据大量的观测者的颜色视觉实验，确定一组为匹配等能光谱色的三原色数据，?quot;标准色度观测者光谱三刺激值"，以此代表人眼的平均颜色视觉特性，用于色度学的测量和计算。
CIE（国际照明委员会）1931年在RGB系统的基础上采用设想的三原色（X），（Y），（Z）［分别代表红色，绿色和蓝色］，建立了CIE－1931色度图，同时将匹配等能光谱各种颜色的三原色数据标准化，确定?quot;CIE1931－XYZ标准色度学系统"。
??CIE1931－XYZ色度系统是色度学基础。任何一种颜色均可以用CIE1931-XYZ色度图中它的色度坐标x,y和刺激值Y来表示。图16为CIE1931色度图。
图16 CIE1931色度图
??在这个系统中，色度坐标：
??这里X、Y、Z为颜色的三刺激值，它们的数值表示了三原色匹配该颜色时相互之间的比例。一个等能光谱的白光是有相同数量的X、Y、Z组成。
??2.2 色度坐标的计算
??要计算LED器件的色度坐标及其它参数，如果已知器件的光谱功率（能量）分布，则可以按下式计算：
??由于实际上很难用数学表达式来写出P(λ) ，因此常以求和来近似积分。这里Y对于光源来说，它为光源的亮度。对于物体色而言，K称为调整系数，它是将照明体或光源的Y值调整为100时得出，即：
??2.3 分光光度法测量色度坐标
??按方法2005测量得到被测LED器件的光谱功率分布P(λ)曲线后，可按9.2.2计算方法得到被测器件的色度坐标。
??2.4 光电积分法测量色度坐标
??把光电探测器的光谱响应用光学系统修正得和CIE1931标准色度观测者光谱三刺激值
??2.5 主波长 Dominant wavelength
??任何一个颜色都可以看作为用某一个光谱色按一定比例与一个参照光源（如CIE标准光源A、B、C等，能光源E，标准照明体D65 等）相混合而匹配出来的颜色，这个光谱色就是颜色的主波长。颜色的主波长相当于人眼观测到的颜色的色调（心理量）。
??若已获得被测LED器件的色度坐标，就可以采用等能白光E光源（ x0＝0.3333，y0 ＝0.3333）作为参照光源来计算决定颜色的主波长。计算时根据色度图上连接参照光源色度点与样品颜色色度点的直线的斜率，查表读出直线与光谱轨迹的交点，确定主波长。
??2.6 纯度 Purity
??样品颜色接近主波长光谱色的程度就表示了该样品颜色的纯度。在CIE－1931色度图上，在颜色主波长线上用参照光源色度点到样品色度点的距离与参照光源色度点到光谱色色度点的距离之比来表示纯度。颜色的纯度和人眼观测到的颜色饱和度基本一致。
??2.7 色温Tc Color temperature
??光源的光辐射所呈现的颜色与在某一温度下黑体辐射的颜色相同时，称黑体的温度（TC）为光源的色温度。为了求得光源的色温，需要先求得它的色度坐标，然后在色度图上由CIE1960UCS推导的ISO色温线求取色温。对于相对光谱功率分布偏离黑体相对光谱功率分布较远的光源，用色度坐标与其最*近的黑体温度来表示该光源的相关色温，在色温线上求取相关色温。
??参考文献:
??1.GB3977－83 颜色的表示方法
??2.GB4728－85 电气图形用图形符号
??3.GB11499－89 半导体分立器件文字符号
??4.GB/T15651－1995 半导体器件 分立器件和集成电路 第五部分：光电子器件
??5.SJ2353.3－83 半导体发光器件测试方法
??6.SJ2658－86 半导体红外发光二极管测试方法
??7.IEC－747－5 Semiconductor devices Part5：Optoelectronic devices
??8.CIE-127-1997 Measurement of LEDs
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