第二章 LED 光色量測原理及參數定義
2.2 色度學(Colorimetry)
2.2.10 演色性(Color Rendering Index,CRI 或 Ra)
人眼的顏色視覺是在自然光照明下長期地進行各種工作和辨色 過程中逐漸形成的。所謂自然光在白天是指日光,夜間為火光,火光 的光譜分布大致相當於黎明和黃昏時的日光。儘管由於季節、緯度、
氣候等條件的變化,日光會有不同的光色和光譜分布,但是日光和火 光都是熾熱發光體,它們發光的光譜分布都是連續的。由於人眼長期 適應於這類光源照明,因此在這類光源照明下觀察物體的顏色是恆定 的。對物體顏色的辨別能力是準確的,我們可以認為在日光和火光的 照明下看到的 物體顏色是物體的真實顏色。隨著科學技術的發展,
與日光、火光具有相似連續光譜分布的白熾燈統治照明工業的時代已 經過去,許多發光效率高的光源已經出現。例如螢光燈、高壓鈉燈、
高壓汞燈、氙燈、金屬鹵素燈等。它們具有新的發光機制,因此它們 發出來的光的光譜分布不再完全是連續光譜了,有線光譜、波帶光 譜,更多的是混合光譜。在這些新光源照明下看到的物體顏色與日光 和白熾燈下所看到的顏色會產生一定的差異。例如一支高壓汞燈去照 明賣肉的櫃台,你會發現新鮮的肉 變得暗紅色,而且紅色缺少飽和 度,如此一來會使顧客誤以為肉不新鮮。原因是這種燈缺少紅光部分 的光譜,因此物體中的紅色的顏色損失了。由此可知,人眼在這些光 源照明下看到的物體色會改變,感到物體顏色失真,這種影響物體顏
色的特性稱為光源演色性。演色性好的光源,則物體色失真小,看到 的顏色越接近真實的顏色。
光源的演色性影響人眼所觀察物體的顏色,所以那些處理物體表 面色的技術部門如紡織、印染、圖料、印刷、彩色攝影、彩色電視等 部門,必須考慮由光源演色性所帶來的後果。對光源演色性進行定量 的評估是光源製造部門評價光源品質的一個重要課題。
光源演色性的計算步驟:
1. 量測待測光源的光譜分佈。
2. 根據光譜分佈計算待測光源的色度座標
u
k,v
k。 3. 根據u
k,v
k求出待測光源的相關色溫。4. 當相關色溫低於 5000K 時,選用黑體輻射體來當作參考照明體,
它的色溫能隨待測光源的相關色溫選取,當相關色溫高於 5000K 時,選用 D65(色溫 6504K)光源,作為參考照明體,它的色溫也 是經過待測光源的相關色溫選取。
5. 記算下列 14 組標準樣品在參考照明體下及在待測光源下的三刺 激值以及色度座標
u
ri,v
ri,u
ki,v
ki。6. 考慮顏色適應的色度位移,求得
u′
ki,v′
ki。由於待測光源與參考照 明體的色度不完全相同,而使眼睛在這兩種不同光源照明下需適 應顏色變化的影響。為了處理適應顏色變化的影響,必須將待測光源的色度座標
u
k,v
k,調整成為參考照明體的ur,vr,即u
k′ = u
r,表 2-1 14 個參考顏色色板