(高清版)GBT 7922-2023 照明光源顏色的測量方法

照明光源顏色的測量方法Methodofmeasuringcoloroflightsources國家標準化管理委員會I前言 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14測量方法 14.1測量方法分類 4.2光源顏色評價指標 14.3測量條件 24.4測量儀器 24.5被測光源及設(shè)置 34.6實驗室測量 34.7現(xiàn)場測量 55測量結(jié)果的處理 55.1總光譜輻射通量的計算 55.2三刺激值的計算 65.3色品坐標的計算 65.4白光光源顏色評價項目的計算 75.5彩色光光源顏色評價項目的計算 75.6其他顏色評價項目的計算 76試驗報告 8附錄A(規(guī)范性)CIE1931標準色度觀察者色匹配函數(shù) 附錄B(規(guī)范性)CIE1964標準色度觀察者色匹配函數(shù) 附錄C(規(guī)范性)色容差的計算 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T7922—2008《照明光源顏色的測量方法》,與GB/T7922—2008相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)變化如下：a)更改了標準范圍的內(nèi)容(見第1章，2008年版的第1章);b)增加了色域、色域覆蓋率等術(shù)語和定義(見第3章);c)更改了測試方法(見第4章，2008年版的第4章);d)增加了照明光源表面顏色一致性測量和計算方法(見4.6.5和5.6.2);e)增加了照明光源空間顏色均勻性(見5.4.2);f)增加了彩色光源的顏色評價項目計算方法(見5.5);g)增加了照明光源調(diào)光過程中顏色一致性計算方法(見5.6.3)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由全國顏色標準化技術(shù)委員會(SAC/TC120)提出并歸口。本文件起草單位：中國建筑科學研究院有限公司、建科環(huán)能科技有限公司、深圳市海川實業(yè)股份有限公司、常州市城市照明管理處、豪爾賽照明科技集團股份有限公司、上海芯龍光電科技股份有限公司、深圳市中美歐光電科技有限公司、東莞銳視光電科技有限公司。本文件于1987年首次發(fā)布，2003年第一次修訂，2008年第二次修訂，本次為第三次修訂。1照明光源顏色的測量方法1范圍本文件規(guī)定了照明光源顏色的測量方法、測量結(jié)果的處理、試驗報告。本文件適用于各類照明光源(以下簡稱“光源”)顏色的測量。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T5698顏色術(shù)語GB/T7921均勻色空間和色差公式GB/T9468燈具分布光度測量的一般要求GB/T39394LED燈、LED燈具和LED模塊的測試方法JJG213分布(顏色)溫度標準燈3術(shù)語和定義GB/T5698界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。光源或系統(tǒng)的輻射所能表現(xiàn)的顏色范圍。色域覆蓋率coverageratioofcolorgamut在CIE1976LUV均勻色度u',v'色度標尺圖中，各基色色品坐標所構(gòu)成多邊形的面積占光譜色軌跡內(nèi)面積(0.1952)的百分比。4測量方法4.1測量方法分類光源顏色測量按測量場所分為實驗室測量和現(xiàn)場測量。實驗室測量可檢驗光源的性能?，F(xiàn)場測量可檢驗照明設(shè)施所產(chǎn)生的照明效果。4.2光源顏色評價指標4.2.1按光源類型可進行以下分類：a)根據(jù)光源顏色可分為白光光源和彩色光光源；b)根據(jù)光源調(diào)光特性可分為可調(diào)光光源和不可調(diào)光光源；c)根據(jù)光源內(nèi)封裝光源類型數(shù)量可分為單通道光源、雙通道光源和多通道光源。24.2.2不同光源的光源顏色評價指標可包括：a)不同光源顏色測試項目可以分為平均色度參數(shù)和色度參數(shù)的空間分布，其分類見表1;表1不同光源顏色評價指標分類表光源類別平均色度參數(shù)色度參數(shù)的空間分布白光光源相關(guān)色溫、色容差、與普朗克軌跡的距離空間顏色均勻性彩色光光源色品坐標、主波長、顏色純度、色調(diào)角和飽和度一多通道光源色域覆蓋率可調(diào)光光源調(diào)光過程中顏色一致性b)當光源的最小視看距離小于5倍光源最大發(fā)光尺寸時，還可包括光源表面顏色一致性。4.3測量條件4.3.1實驗室測量條件應(yīng)滿足下列要求：a)環(huán)境溫度為(23±2)℃,環(huán)境相對濕度不大于65%;b)實驗室交流輸入電壓諧波含量小于1.5%,且電源頻率與設(shè)定值偏差不超過0.5%。4.3.2現(xiàn)場測量條件應(yīng)滿足下列要求：a)測試場所沒有影響測試結(jié)果的環(huán)境光；b)交流輸入電壓諧波含量小于3%,如輸入電壓諧波含量大于或等于3%,則在試驗報告中進行標注；c)測試時的環(huán)境溫度在光源的規(guī)定工作溫度范圍內(nèi)；d)測試前，在光源預(yù)熱15min后，監(jiān)測現(xiàn)場規(guī)定點照度，其連續(xù)1min內(nèi)監(jiān)測的最大值和最小值比值不超過1.005。4.4測量儀器4.4.1光源顏色測量儀器可按下列規(guī)定進行選擇：a)實驗室測量可采用光譜輻射計、積分球光譜輻射計或分布光譜輻射計；b)現(xiàn)場測量可采用光譜輻射計。4.4.2用于光源顏色測量的光譜輻射計性能滿足下列要求：a)光譜輻射計波長范圍應(yīng)為380nm～780nm;b)光譜輻射計的波長示值誤差應(yīng)為±1.0nm;c)光譜輻射計的帶寬不應(yīng)大于5nm;d)光譜輻射計的波長重復性應(yīng)優(yōu)于0.5nm;e)探測器非線性誤差應(yīng)小于1.0%;f)相對示值誤差應(yīng)為±2.0%。4.4.3用于光源顏色測量的積分球滿足下列條件：a)光源安裝在積分球中心時(4π法),光源表面面積不應(yīng)超過積分球內(nèi)壁面積的2%;光源安裝在積分球開口時(2π法),開口直徑不應(yīng)超過積分球直徑的1/3;b)積分球內(nèi)壁涂層的可見光反射率宜大于90%,且應(yīng)具備漫反射、無光譜選擇性且無熒光。4.4.4用于光源顏色測量的分布光譜輻射計和分布色度計滿足下列條件：a)燈具相對于探頭位置角度測量精度不應(yīng)低于±0.5°;b)光譜輻射計及其光路應(yīng)設(shè)置在暗室內(nèi)，其周圍可用黑絨布做圍帳，避免環(huán)境雜散光進入測量裝置。34.4.5測試中使用的標準燈應(yīng)符合JJG213中一級標準燈的規(guī)定。4.4.6交流電壓，交流電流測量儀器不確定度不應(yīng)超過0.2%,直流電壓，直流電流測量儀器不確定度不應(yīng)超過0.1%。4.5被測光源及設(shè)置4.5.1光源應(yīng)按照產(chǎn)品性能標準進行老化。4.5.2在光源顏色的測量前，光源應(yīng)進行預(yù)熱且連續(xù)15min內(nèi)的光源光輸出和功率實測最大值和最小值比值不應(yīng)超過1.005。4.5.3可調(diào)光型光源顏色測試按以下條件進行測試：a)雙通道和多通道光源在各個通道最大功率下，并在光源最大功率下測試光源顏色；b)調(diào)光型光源顏色還宜在其典型顏色場景的10%光輸出模式和100%光輸出模式下測試；c)還可在制造商和申請人設(shè)定的其他條件下測試光源顏色。4.6實驗室測量4.6.1光源的平均色度參數(shù)可采用積分球-光譜輻射計或分布光譜輻射計方法進行測量。4.6.2光源色度參數(shù)的空間分布應(yīng)采用分布光譜輻射計方法進行測量。4.6.3積分球-光譜輻射計測量符合下列規(guī)定：a)當使用4π法時，被測光源應(yīng)以規(guī)定的方位安裝在積分球中心，線形光源應(yīng)使其基準軸與探頭和積分球中心的連線共軸，使用放置在同一位置處的光譜輻射通量標準燈校準積分球；b)具有半球或定向光分布且無后發(fā)射的光源可使用2π法，當使用該方法時，光源的發(fā)光部分應(yīng)安裝于圓孔內(nèi)側(cè)，使產(chǎn)品前面的邊緣和孔邊緣平齊，開孔邊緣和光源的間隙用內(nèi)部為白色的表面覆蓋，使用具有半球分布的光譜輻射通量標準燈放置在與被測光源相同的位置來校準積分球；c)宜使用與被測光源光譜接近的輔助燈按公式(1)進行光譜自吸收系數(shù)校正。 (1)式中：a(λ)—-光譜自吸收校正系數(shù)；ymx.tEst(λ)—-被測光源位于測量位置時輔助燈點亮時的光譜輻射計讀數(shù)；ymx.REF(λ)——標準燈位于測量位置時輔助燈點亮時的光譜輻射計讀數(shù)。4.6.4當使用分布光譜輻射計方法測量時，應(yīng)在測光暗室中進行，且被測光源應(yīng)被夾持在分布光譜輻射計上，使其發(fā)光中心處于分布光度計的旋轉(zhuǎn)中心。色度測量應(yīng)按照燈具的空間光強分布的坐標系統(tǒng)，根據(jù)GB/T9468確定傾斜角度和平面內(nèi)的角度，其采樣間隔為平面的傾斜角度間隔可為22.5°,平面內(nèi)角度間隔可為5°。除另有規(guī)定外，顏色參數(shù)的測量距離應(yīng)滿足表2的要求。表2顏色參數(shù)的測量距離要求樣品特性測量距離受試樣品的所有C平面配光形狀近似余弦分布(光束角≥90°)受試樣品的某些C平面的光分布不同于余弦分布(光束角≥60°)受試樣品的光分布角度較窄，光強分布形狀陡峭或嚴格的眩光控制受試樣品的發(fā)光面之間存在較多不發(fā)光區(qū)域注：D為受試樣品的最大發(fā)光尺寸，S為兩個相鄰近的發(fā)光面之間的最大距離。4.6.5光源表面顏色一致性測量符合下列規(guī)定。4GB/T7922—2023a)光源表面顏色一致性測量可采用光譜輻射亮度計或光源安裝在積分球開口的積分球光譜輻射計。b)光源表面顏色一致性應(yīng)在燈具上均勻分布的測量點上進行，且測量點不應(yīng)少于5個，測點示意圖見圖1。a)面光源b)線光源標引序號說明：L——燈具長度；W——燈具寬度。圖1光源表面顏色一致性測點示意圖c)當使用光譜輻射亮度計測量光源表面顏色一致性時，應(yīng)符合以下規(guī)定：1)光譜輻射亮度計的光軸與被測光源發(fā)光表面垂直；2)當對光源表面顏色一致性進行測試時，根據(jù)分光譜輻射亮度計的測量視場角α,按公式(2)和公式(3)合理確定光譜輻射亮度計與被測光源發(fā)光表面間距離D(見圖2)。面光源符合公式(2)的規(guī)定：線光源符合公式(3)的規(guī)定：………α——測量視場角，單位為弧度(rad);W——被測光源寬度，單位為米(m);D——光譜輻射亮度計與被測光源的距離，單位為米(m);L被測光源長度，單位為米(m)。55GB/T7922—2023被測光源J)光譜輻射亮度計積分球光譜輻射計探頭控制器a)光譜輻射亮度計測量法D——光譜輻射亮度計與被測光源的距離；d——積分球開口直徑。b)積分球光譜輻射計測量法圖2光譜輻射亮度計與被測光源發(fā)光表面間的距離d)當使用積分球光譜輻射計測量光源表面顏色一致性時，應(yīng)符合下列規(guī)定：1)積分球開口與光源發(fā)光表面緊密接觸；2)積分球開口直徑小于測量點間距和光源發(fā)光表面寬度。4.7現(xiàn)場測量4.7.1現(xiàn)場測量時避免晝光等光源的影響。4.7.2現(xiàn)場測量人員不應(yīng)穿著顏色鮮艷的衣服，并避免在測量時遮擋光線。4.7.3在現(xiàn)場測量時應(yīng)使用光譜輻射照度計測量光譜輻照度E。(λ),測試時探頭應(yīng)置于被照表面，且保證探頭靜止。4.7.4現(xiàn)場光源顏色測量應(yīng)在場地上均勻分布的測量點上進行，且測量位置應(yīng)與照度計算面相同，其中大型場所測量點不應(yīng)少于9個，小型場所測量點不應(yīng)少于3個。5測量結(jié)果的處理5.1總光譜輻射通量的計算5.1.1當使用積分球-光譜輻射計測量時，被測光源總光譜輻射通量φ.(λ)應(yīng)根據(jù)公式(4)計算確定：φ(λ)——被測光源總光譜輻射通量；Dresr(λ)——被測光源光譜輻射計測量結(jié)果；DEr(A)——標準光源光譜輻射計測量結(jié)果；ΦREF(A)——標準光源總光譜輻射通量；a(λ)——光譜自吸收校正系數(shù)。5.1.2當使用分布光譜輻射計方法測量時，被測光源總光譜輻射通量φ.(λ)應(yīng)根據(jù)公式(5)計算6GB/T7922—2023式中：φtst(λ)——被測光源總光譜輻射通量；r——顏色參數(shù)的測量距離；E.(λ)——光譜輻照度；0——光源的平面內(nèi)的角度；φ——光源的傾斜角度5.2三刺激值的計算5.2.1光譜輻射計測量光源的(相對)光譜功率分布s(λ)可為總光譜輻射通量φ(λ)、光譜輻照度E。5.2.2當光源在視野大小為1°~4°時，光譜輻射計測量光源的(相對)光譜功率分布s(λ)應(yīng)按附錄A規(guī)定的CIE1931標準色度觀察者色匹配函數(shù)x(λ)、y(λ)、z(λ),按公式(6)～公式(9)計算其三刺激值：式中：k——歸一化系數(shù)；s(λ)——光源的(相對)光譜功率分布；x(λ)、√(a)、z(a)CIE1931標準色度觀察者色匹配函數(shù)；………………△λ——光源的(相對)光譜功率分布的波長測試間隔。5.2.3當光源在視野大小大于4°時，光譜輻射計測量光源的(相對)光譜功率分布s(λ)應(yīng)按附錄B規(guī)定的CIE1964標準色度觀察者色匹配函數(shù)xo(λ)、yo(λ)、z10(λ),按公式(10)～公式(13)計算其三刺 (11) (12) (13)式中：X??、Y??、Z??——CIE1964X??Y?Z標準色度系統(tǒng)的三刺激值；k——歸一化系數(shù)；s(λ)——光源的(相對)光譜功率分布；x?(λ)、yi?(λ)、E?o(λ)——CIE1964標準色度觀察者色匹配函數(shù)；△λ——光源的(相對)光譜功率分布的波長測試間隔。5.3色品坐標的計算5.3.1色品坐標x,y應(yīng)按公式(14)和公式(15)計算確定：7GB/T7922—2023式中：x、y——CIE1931XYZ色度系統(tǒng)的色品坐標；X、Y、Z——CIE1931XYZ色度系統(tǒng)的三刺激值。))注：當光源在視野大小為1°~4°時，使用CIE1931三刺激值X,Y,Z;當光源在視野大小大于4°時，使用CIE1964三刺激值X?o,Y?o,Z?o。5.3.2色品坐標u',v'應(yīng)根據(jù)GB/T7921計算確定。5.4白光光源顏色評價項目的計算5.4.1白光光源的平均色度參數(shù)采用實驗室測量的總光譜輻射通量或現(xiàn)場測量的光譜輻照度，按以下要求確定：a)平均色品坐標x,y或u',v'應(yīng)根據(jù)5.2確定。b)相關(guān)色溫、與普朗克軌跡的距離D應(yīng)按GB/T39394確定。c)白光光源色容差應(yīng)按附錄C規(guī)定計算。5.4.2白光光源空間顏色均勻性應(yīng)按GB/T39394確定。5.5彩色光光源顏色評價項目的計算5.5.1彩色光光源的主波長為在CIE1931色品圖上以(1/3,1/3)為起點，過被測光源的色品坐標(x,y)的直線延長線與光譜軌跡的交點(xa,ya)對應(yīng)的單色光波長。5.5.2彩色光光源的顏色純度計算應(yīng)按公式(16)計算確定。式中：p.——彩色光光源的顏色純度；x、y——被測光源的色品坐標；xa、ya——E光源在CIE1931色品圖上的坐標點(1/3,1/3)作為參考白光基準點為起點，過被測光源的色品坐標的直線延長線與光譜軌跡的交點的色品坐標。5.5.3彩色光光源在CIELUV色空間的色調(diào)角和飽和度應(yīng)按GB/T7921計算。5.6其他顏色評價項目的計算5.6.1色域覆蓋率的計算時應(yīng)符合下列規(guī)定：a)在GB/T7921規(guī)定的CIE1976均勻色度標尺圖中確定多通道光源色品坐標構(gòu)成最大凸多邊形，并將多邊形的頂點按照逆時針方向進行編號；b)各基色色品坐標構(gòu)成最大凸多邊形的面積S按公式(17)計算得出。S——各基色色品坐標構(gòu)成最大凸多邊形的面積；u’、v;——第i個基色色品坐標。c)光源色域覆蓋率G,按公式(18)計算得出：85.6.2光源表面顏色一致性的計算應(yīng)符合以下規(guī)定：……………(19)式中：Au'y'光源表面顏色均勻度；u',v′——光源表面顏色一致性測試第i測點在GB/T7921規(guī)定的CIE1976均勻色度標尺圖中式中：2——調(diào)光光源在其第j個顏色場景下不同調(diào)光狀態(tài)光源顏色測試的測點數(shù)量；umax;,Vnax.;——調(diào)光光源在其第j個顏色場景的100%光輸出狀態(tài)下，在GB/T7921規(guī)定的6試驗報告試驗報告應(yīng)包括但不限于下列內(nèi)容：a)被測光源名稱、型號和制造商；c)被測光源測試條件；9d)用光譜輻射測色法時，記錄光譜寬度和取樣的波長間隔；e)說明用的是CIE1931XYZ標準色度系統(tǒng)，還是CIE1964f)光源顏色測試項目測試結(jié)果。X?oY?Z??標準色度系統(tǒng)；(規(guī)范性)CIE1931標準色度觀察者色匹配函數(shù)CIE1931標準色度觀察者色匹配函數(shù)應(yīng)按表A.1確定。表A.1CIE1931標準色度觀察者色匹配函數(shù)波長CIE1931標準色度觀察者色匹配函數(shù)波長CIE1931標準色度觀察者色匹配函數(shù)x(a)y(a)x(λ)y(λ)之(λ)0.0013680.0000390.0064500.9786000.8163000.0014000.0022360.0000640.0105500.7570000.0011000.0042430.0001200.0200500.6949000.0010000.0076500.0002170.0362100.6310000.0008004000.0143100.0003960.0678500.5668000.0006004050.0231900.0006400.1102000.5030000.0003404100.0435100.0012100.2074000.9384000.4412000.0002404150.0776300.0021800.3713000.8544500.3810000.0001904200.1343800.0040000.6456000.7514000.3210000.0001004250.2147700.0073000.6424000.2650000.0000504300.2839000.0116000.5419000.2170000.0000304350.3285000.0168400.4479000.1750000.0000204400.3482800.0230000.3608000.1382000.0000104450.3480600.0298000.2835000.1070000.0000004500.3362000.0380000.2187000.0816000.0000004550.3187000.0480000.1649000.0610000.0000004600.2908000.0600000.1212000.0445800.0000004650.2511000.0739000.0874000.0320000.0000004700.1953600.0909800.0636000.0232000.0000004750.1421000.1126000.0467700.0170000.0000004800.0956400.1390200.8129500.0329000.0119200.0000004850.0579500.1693000.6162000.0227000.0082100.0000004900.0320100.2080200.4651800.0158400.0057230.0000004950.0147000.2586000.3533000.0113590.0041020.0000000.0049000.3230000.2720000.0081110.0029290.0000000.0024000.4073000.2123000.0057900.0020910.0000000.0093000.5030000.1582000.0041090.0014840.0000000.0291000.6082000.1117000.0028990.0010470.0000000.0632700.7100000.0782500.0020490.0007400.0000000.1096000.7932000.0572500.0014400.0005200.0000000.1655000.8620000.0421600.0010000.0003610.0000000.2257500.9148500.0298400.00