光源色温、相关色温和分布温度的含义及关系解析

黑体的温度与它的辐射特性是一一对应的，从光源的颜色与温度的这种关系，引出了颜色温度的概念，简称色温。一般光源的色温，经常用颜色色温、相关色温和分布温度表示，且它们的单位均为开尔文（K）。本文对光源色温、相关色温和分布温度的含义及关系做了解析。

光源色温（Tc）含义：

光源的色温即光源的颜色温度，当辐射源在温度T时所呈现的颜色与黑体在某一温度Tc时的颜色相同时，则将黑体的温度Tc称为该辐射源的颜色温度（简称色温）。

对于白炽灯等热辐射源而言，由于其光谱分布与黑体比较接近，所以它们的色品坐标点基本处于黑体轨迹上，可见色温的概念能够恰当地描述白炽灯的光色。一般，色温高，表示蓝、绿光的组分多些；色温低，则橙、红光的成分多些。

另外，由于分布温度对应于辐射源的光谱分布，而光谱分布相同的光其颜色必定相同，因此分布温度一定是色温。

光源相关色温（Tcp）含义：

对于白炽灯以外的某些常用辐射源，其光谱分布与黑体相差较远，它们在温度T时的相对光谱功率分布所决定的色品坐标不一定准确地落在色品图的黑体温度轨迹上，而在该轨迹的附近。这时，不能用前述的色温来描述其颜色，而需要采用相关色温的概念来表征和比较这类辐射源的光色特性。当辐射源的颜色与黑体在某一温度下的颜色最接近时，或者说两者在色品图上的坐标点相距最小时，就可用该黑体的温度来表示此辐射源的色温，并称之为该辐射源的相关色温，通常用符号Tcp表示。

光源分布温度（Td）含义：

当辐射源在温度T时的相对光谱辐射功率分布，与黑体在某一温度Td时的相对光谱辐射功率分布相同时，称该黑体的温度Td为辐射源的分布温度。由于光谱分布相同的光其颜色必定相同，所以，此时黑体与辐射源在CIE1931色品图上的色品坐标点一定是重合的。

当然，实际的非黑体辐射源的辐射不可能与黑体的相对光谱辐射功率分布完全一致，但当其误差小于±5%或两者的相对光谱辐射功率分布在很大部分上相同时，就可以用黑体的温度Td来表征该辐射源的分布温度。

光源色温和相关色温关系：

从上述概念中，可以看出当光源发射光的颜色和黑体不同时，色温的概念被扩大到更一般的“相关色温”的概念。在色温和相关色温的定义中，必须是对标准的色觉观察者而言。因为不同的色觉观察者。特别是具有色觉缺陷的观察者在评价时，将可能收到不同的结果。在相关色温的定义中、必须规定出一个最合适的，为大家所公认的均匀色度图。对同一光源，由依据的均匀色度图的不同，所求出的相关色温也不同。现规定用CIE1960UCS色度图。在上述定义中，都包括了人眼的色觉特性，因此，色温和相关色温实际上是一个心理物理量。

光源相关色温和分布温度的关系：

从上面可以看出，有些光源的相关色温和分布温度值有相当大的区别，这是因为它们的相对光谱能量分布与黑体的有较大的差异。然而象白炽钨丝灯这样一类的光源，由于它的相对光谱能量分布与黑体的相差很小，因而它的相关色温值与可见区的分布温度相差也很小（碳，钨灯除外），一般差别在2——5K左右。事实上，由于光谱能量分布测量误差的存在，要区分这个差别也是没有意义的。

光源色温和分布温度关系：

光源的色温和分布温度实际上是两个完全不同的概念。对于分布温度，不仅在可见光区，而对红外区，紫外区也可能有意义，对色温则只在可见光区有意义。一般地讲，光源的色温和可见光区的分布温度在数值上是不同的，例如：钨带灯：相关色温2060K；分布温度2055K；螺旋钨丝灯：相关色温2032K；分布温度2030K；碘钨灯：相关色温3048K；分布温度3089K；B光源：相关色温4874K；分布温度4651K；C光源：相关色温6774K；分布温度6215K；D65昼光：相关色温6504K；分布温度6205K。