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主波長和顏色刺激純度檢測

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發(fā)布時間：2025-08-21 01:44:36 更新時間：2025-08-20 01:44:36

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

主波長和顏色刺激純度檢測：原理、方法與標(biāo)準(zhǔn)解析

在顏色科學(xué)與顯示技術(shù)領(lǐng)域，主波長（Dominant Wavelength）和顏色刺激純度（Color Purity）是衡量光源或顯示設(shè)備色彩表現(xiàn)能力的重要參數(shù)。主波長用于描述人眼感知到的光的顏色在色度圖上的位置，通常以納米（nm）為單位表示，代表了光譜中與感知顏色最匹配的單一波長。而顏色刺激純度則反映了某顏色中“純凈”色彩成分與白光成分的相對比例，即顏色的飽和度。高純度意味著該顏色越接近光譜色，而低純度則表示顏色中混入了較多的白光成分。這些參數(shù)在LED照明、液晶顯示器（LCD）、有機發(fā)光二極管（OLED）面板、電視、投影儀以及色彩校準(zhǔn)等領(lǐng)域具有重要意義。為了實現(xiàn)精準(zhǔn)測量，必須依賴先進(jìn)的檢測儀器、標(biāo)準(zhǔn)化的檢測方法以及遵循國際公認(rèn)的檢測標(biāo)準(zhǔn)。本文將系統(tǒng)介紹主波長與顏色刺激純度的檢測項目、所用檢測儀器、檢測方法以及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為相關(guān)行業(yè)提供科學(xué)依據(jù)與實踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵檢測項目

主波長和顏色刺激純度的檢測主要包括以下核心項目：

主波長測定：確定在CIE 1931色度圖中，從白光參考點（如D65）向待測樣品色點連線與光譜軌跡的交點所對應(yīng)的波長值。
顏色刺激純度計算：通過計算色點與白光點之間的距離與色點與光譜軌跡端點之間距離的比值，得出純度百分比，反映顏色的飽和程度。
色度坐標(biāo)測量：精確獲取待測光源在CIE XYZ或CIE xyY色度系統(tǒng)中的坐標(biāo)值，是計算主波長與純度的基礎(chǔ)。
光譜輻射度測量：獲取光源的光譜功率分布（SPD），為后續(xù)色度計算提供原始數(shù)據(jù)支持。

常用檢測儀器

為實現(xiàn)高精度的主波長與顏色刺激純度測量，通常采用以下專業(yè)檢測設(shè)備：

分光輻射計（Spectroradiometer）：如海洋光學(xué)（Ocean Insight）、Avantes、Spectralon等品牌設(shè)備，能夠精確測量光源的光譜功率分布（SPD），是獲取色度數(shù)據(jù)的黃金標(biāo)準(zhǔn)。
色度計（Colorimeter）：適用于快速、低成本的批量檢測，通過三刺激值濾光片模擬人眼響應(yīng)，適合產(chǎn)線測試，但精度略低于分光輻射計。
積分球（Integrating Sphere）：用于測量光源的總光通量與色度，尤其適用于非定向光源，如LED燈珠或面光源。
標(biāo)準(zhǔn)光源箱與比色環(huán)境：提供符合CIE標(biāo)準(zhǔn)的照明環(huán)境（如D65、A光源），確保測量條件的一致性。

檢測方法

根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)實踐，主波長與顏色刺激純度的檢測遵循以下系統(tǒng)性方法：

光譜數(shù)據(jù)采集：使用分光輻射計在標(biāo)準(zhǔn)照明條件下（如2°或10°視場）測量待測光源的光譜功率分布（SPD）。
色度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：將SPD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CIE XYZ三刺激值，再進(jìn)一步計算CIE xy色度坐標(biāo)。
主波長計算：在CIE 1931色度圖中，從白光參考點（如D65）向待測色點作延長線，與光譜軌跡（紫紅端到黃綠端）相交的波長即為主波長。若交點位于光譜軌跡之外，則主波長為該延長線與光譜軌跡延長線的交點波長（負(fù)值表示補色）。
顏色刺激純度計算：使用公式：

純度 = (距離(白光點 → 色點) / 距離(白光點 → 光譜軌跡點)) × 100%
數(shù)據(jù)校正與驗證：對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度、時間、環(huán)境光等影響因素的校正，必要時進(jìn)行多次重復(fù)測量取平均值。

相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)

為確保檢測結(jié)果的可比性與權(quán)威性，全球范圍內(nèi)廣泛采用以下標(biāo)準(zhǔn)：

ISO 11664-1:2019：《色度學(xué) 第1部分：基礎(chǔ)》——定義CIE色度系統(tǒng)，是主波長與純度計算的理論基礎(chǔ)。
ISO 11664-4:2018：《色度學(xué) 第4部分：色度測量設(shè)備的校準(zhǔn)》——規(guī)范分光輻射計和色度計的校準(zhǔn)流程。
CIE 15:2018：《色度學(xué) 第15部分：色度測量方法》——詳細(xì)闡述主波長與純度的計算方法和適用條件。
GB/T 7922-2008（中國國家標(biāo)準(zhǔn)）：《照明光源顏色的測量方法》——中國國家標(biāo)準(zhǔn)，與CIE標(biāo)準(zhǔn)高度一致，適用于國內(nèi)檢測機構(gòu)。
IEC 61347-2-13:2022：適用于LED燈具的色度性能測試標(biāo)準(zhǔn)，明確主波長與純度的允許偏差范圍。

綜上所述，主波長與顏色刺激純度的檢測是色彩質(zhì)量控制中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。通過選用高精度的檢測儀器、遵循標(biāo)準(zhǔn)化的檢測流程并依據(jù)國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，可有效保障光源和顯示設(shè)備在色彩表現(xiàn)上的準(zhǔn)確性與一致性，為行業(yè)技術(shù)升級與產(chǎn)品品質(zhì)提升提供堅實支撐。