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图2-5 光谱半波宽Δ?
2.4 LED发光器件色度学参数的测量
相关色度学参数有：
1.主波长?D(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。
2.CIE光谱三刺激值X、Y、Z(Spectral Tristimulus Values)：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。 3.色度坐标x、y、z（Chromaticity Coordinates）：三刺激值中的每一刺激值与其总和之比。
4.纯度P(Purity)：样品颜色接近主波长光谱色的程度就表示该样品颜色的纯度。
5.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。
在光度学中对于“光”的定义，是相对于可见光而言，它所具有的波长范围在380～780nm之间。但是，这区间中，不同波长的辐射进入人眼的颜色感受不同，例如，波长为700nm的LED辐射所引起的感觉是红色，波长为580nm的LED辐射引起的感觉是黄色，波长为510nm的LED辐射引起的感觉是绿色，波长为450nm的LED辐射引起的感觉是蓝色等等，表2-2列出了不同色觉的波长范围。所以，LED光的颜色与进入人眼的光辐射的相对光谱能量分布有关， 当进入到眼睛的光谱辐射波长发生改变或者它们的相对光谱能量分布发生改变时，人眼对光的颜色感受也随着发生变化。
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表2-2 各种颜色光线的波长
光色 红（Red） 橙（Orange） 黄（Yellow） 绿（Green） 青（Cyan） 蓝（Blue） 紫（Violet） 波长λ（nm) 780～630 630～600 600～570 570～500 500～470 470～420 420～380 代表波长 700 620 580 550 500 470 420 2.4.1 CIE标准色度学系统
CIE色度学系统是以色光三原色RGB为准，以光源、物体反射和配色函数计算出X、Y、Z刺激值，任何色彩都可以由RGB混色而成，再经过仪器测出光谱辐射能量和反射率值，即可计算出XYZ三刺激值。由三色学说的原理，任何一种颜色可以通过红、绿、蓝三原色按照不同比例混合来得到。可是，给定一种颜色，采用怎样的三原色比例才可以复现出该色，以及这种比例是否唯一，是需要解决的问题，只有解决了这些问题，才能给出一个完整的用RGB来定义颜色的方案。
2.4.2 颜色匹配实验
把两个颜色调整到视觉相同的方法叫颜色匹配，颜色匹配实验是利用色光加色来实现的。在一块白色屏幕上，上方投射红R、绿G、蓝B三原色光，下方为待配色光C，三原色光照射白屏幕的上半部，待配色光照射白屏幕的下半部，白屏幕上下两部分用一个黑挡屏隔开，由白屏幕反射出来的光通过小孔抵达右方观察者的眼内。人眼看到的视场范围在2°左右，被分成两部分。在此实验装置上可以进行一系列的颜色匹配实验。待配色光可以通过调节上方三原色的强度来混合形成，当视场中的两部分色光相同时，此时认为待配色光的光色与三原色光的混合光色达到色匹配。不同的待配色光达到匹配时三原色光亮度不同，可用颜色方程表示[23][24]：
C=R(R)+G(G)+B(B) （2-4）
式中C表示待配色光；(R)、(G)、(B)代表产生混合色的红、绿、蓝三原色的单位量；R、G、B分别为匹配待配色所需要的红、绿、蓝三原色的数量，称为三刺激值；“＝”表示视觉上相等，即颜色匹配。
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2.4.3 CIE-RGB光谱三刺激值
国际照明委员会（CIE）规定红、绿、蓝三原色的波长分别为700nm、546.1nm、435.8nm，CIE-RGB光谱三刺激值是317位正常视觉者，用CIE规定的红、绿、蓝三原色光，对等能光谱色从380nm到780nm所进行的专门性颜色混合匹配实验得到的。1931年，CIE给出了用等能标准三原色来匹配任意颜色的光谱三刺激值曲线，如图2-6所示，这样的一个系统被称为CIE-RGB系统。
b(?) g(?)r(?)
图2-6 CIE-RGB光谱三刺激值
在上面的曲线中，曲线的一部分三刺激值是负数，这表明不可能靠混合红、绿、蓝三种光来匹配对应的光，而只能在给定的光上叠加曲线中负值对应的原色，来匹配另两种原色的混合。对应于在公式（2-4）中的权值会有负值，由于实际上不存在负的光谱强度，而且这种计算极不方便，不易理解，人们希望找出另外一组原色，用于代替CIE-RGB系统，因此，1931年的CIE-XYZ系统利用三种假想的标准原色X（红）、Y（绿）、Z（蓝），以便使我们能够得到的颜色匹配函数的三刺激值都是正值。
2.4.4 1931CIE-XYZ系统
根据CIE推荐的红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色的波长为700nm、546.1nm、435.8nm，它们在1931CIE－RGB系统和1931CIE－XYZ系统的坐标为：
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RGB系统色度坐标 XYZ系统色度坐标 r g b x y z (R) 1， 0， 0 0.7347，0.2653，0.0000 (G) 0， 1， 0 0.2737，0.7174，0.0089 (B) 0， 0， 1 0.1665，0.0089，0.8246 对于光谱波长为?的颜色刺激，其r(?)、g(?)、b(?)色度坐标对x(?)、y(?)、z(?)色度坐标的转换关系为：
x(?)＝
0.49000r(?)?0.31000g(?)?0.20000b(?)
0.66697r(?)?1.13240g(?)?1.20063b(?)y(?)=
0.17697r(?)?0.81240g(?)?0.01063b(?) （2-5）
0.66697r(?)?1.13240g(?)?1.20063b(?)0.00000r(?)?0.01000g(?)?0.99000b(?)
0.66697r(?)?1.13240g(?)?1.20063b(?)z(?)=
用上式计算出1931CIE－RGB系统中各波长的光谱在1931CIE－XYZ系统中的相应的色度坐标，并将各波长的普线的坐标点连接起来就成为1931CIE－XYZ系统色度图，如图2-7所示。
图2-7 1931CIE－XYZ系统色度图
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在求得个光谱波长的x(?)、y(?)、z(?)的基础上，应用公式（2-6）可以计算出1931CIE－XYZ色度系统中的光谱三刺激值x(?)、y(?)、z(?)为
x(?)y(?)z(?) ??x(?)y(?)z(?)（2-6） x(?)＋y(?)＋z(?)＝1
由1931CIE－RGB系统转换得到的x(?)、y(?)、z(?)三条曲线称为“1931CIE－XYZ标准色度观察者光谱三刺激值”，如图2-8所示，这组曲线分别代表匹配各波长等能光谱刺激所需要的红(X)、绿(Y)、蓝(Z)三原色的量。国际照明委员会规定1931CIE－XYZ系统的y(?)与人眼的光谱光效率函数V(?)一致，即所以，有:
x(?)? x(?)＝
y(?)V() y(?)＝V(?)
（2-7） z(?) z(?)＝V(?)
y(?)z(?) y(?) x(?)
图2-8 1931CIE－XYZ标准色度观察者光谱三刺激值
2.4.5 CIE色度坐标及主波长计算方法
要确定LED器件的发光颜色，可以用颜色的色度坐标及其主波长来描述。颜
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