自牛顿发现白光是由彩色光混合而成以来，现代色度学从诞生到现在历经了三百多年前史，从Tomas Young(1802)的三原色学说，到Ewald Hering(1878)的原色学说(敌对色彩学说)，再到G.E. Muller(1930)和Judd(1949)的阶段视觉色彩理论，人们现已可以很好地解说人眼感知色彩的生理、心思及物理现象。
从定量分析与核算色品及色差的理论开展进程视点上来说，自CIE-1931-RGB色度规范公布以来，先后阅历了 CIE-1931-XYZ、CIE-1960-UCS、CIE-1964-W*U*V*、CIE-1976-LAB、CIE-1976-LUV、CIE-DE2000 等许多代替或弥补色度体系与批改办法。
虽然色度学理论现已适当齐备，在彩电、印染、资料、化装、医疗、食物等许多范畴得到广泛使用，但在我国LED灯具制作业界，色度学常识的使用仍有些缺乏，除了常见的色坐标、色温、显色性、DUV方针外，很少提及色差或色容差方针。
因为人们难以直观地了解色坐标和DUV方针，而更习惯于选用人眼点评LED灯具间的光色差异。人眼点评色差具有很大的主观性，还忌惮到管控灯具色差会添加制作本钱等要素，所以在点评与管控LED灯具光色差异时呈现十分松懈的局势，然后导致各制品灯具间光色差异过大问题。
这种光色差异现象不只呈现在不同厂家同一色温的灯具之间，还呈现在同一厂家不同批次的灯具之间，乃至呈现在同一厂家同一批次的灯具之间。假如不能科学合理地处理色容差问题，高品质LED照明就无从谈起。
色容差技能方针 色容差(SDCM， Standard Deviation of Color Matching)的概念由美国柯达公司的色彩科学家David L.MacAdam(1942)提出，其本意是指在色彩匹配试验中，选用红绿蓝三原色匹配某方针色时，人眼无法察觉出匹配色与方针色之间存在色彩差异所容许的色坐标方位的改动规模。
1942年，MacAdam和P.G Nutting从CIE-1931-XYZ色度图中选取了25个方针色，并别离以这25个方针色的色坐标为中心，在等亮度条件下调整配色滤镜的参数，寻觅与方针色在视觉上相同的各种匹配色，然后把在视觉上相同的匹配色坐标点制作在CIE-1931-XYZ色度图上。
MacAdam的试验成果发现各匹配色坐标点环绕方针色中心点呈椭圆形散布，并且这25个椭圆的巨细、方向以及长短轴之比都各不相同，后人称这些椭圆为麦克亚当椭圆。考虑到测验设备差错、观察者人眼的视觉特性差异、观察者主观原因等许多要素的影响，要精确地找出刚好产生色彩差异的鸿沟线是很困难的，所以在确认椭圆鸿沟时，学习了核算学上的规范差(均方差)概念，把环绕椭圆中心点坐标(方针色)一个规范差的色坐标点当作视觉上无色彩差异的椭圆鸿沟。依据这25个椭圆的参数，选用数学上的插值办法，可以得到CIE-1931-XYZ色度图上恣意方位的麦克亚当椭圆参数。
麦克亚当椭圆的直角坐标表达式如公式(1)所示，式中g、2g、g为常数，但随中心点坐标改动而改动。式中S表明色容差间隔，x0y0为麦克亚当椭圆的中心点坐标，x、y为间隔中心点坐标色容差间隔为s的一切点的色坐标。
在制作椭圆时，一般选用椭圆方程的极坐标表达式，如公式(2)所示。在CIE-1931-XYZ色度图中，式中r表明椭圆上的点到椭圆中心的几许间隔，θ为椭圆上的点与椭圆中心之间的连线与X轴正方向之间的夹角，其取值规模为[0，2π]。在知道某θ方向上的极半径后，经过极坐标到直角坐标的坐标改换公式，可以求出对应椭圆上一点的CCX和CCY坐标，如公式(3)所示。
虽然CIE-1976-LUV色度体系和CIE-DE2000对色差核算描绘愈加翔实，经过核算明度、色相、饱和度这三个参数来核算色差巨细，一般使用于较大色差的核算，例如在光源显色性的核算时就选用CIE-1976-LUV色度体系。但对不同光源或不同灯具之间的光色差异来说，一般不考虑亮度(明度)参数的影响，所以MacAdam的色容差办法更适合。
例如，在核算荧光灯的光色差异时就选用SDCM色容差方针，相关的职业规范有GBT 10682-2010、IEC-60081-2010、ANSI C78-376-2001等。规范中规则了常见色温的荧光灯色容差规模，别离以CCT差错规模、DUV差错规模、麦克亚当椭圆的中心点、椭圆长轴和短轴、椭圆的歪斜视点、g??、2g??、g??等方式给出。GBT 10682和IEC 60081规则了荧光灯的光色差异应该小于5个色容差间隔，而ANSI C78-376则规则荧光灯的光色差异应小于4个色容差间隔。
在荧光灯色容差规则的基础上，ANSI C78-377-2008规则了LED光源的色度规范，而该规范首要强调了CCT和DUV方针，对麦克亚当椭圆的参数没做出具体规则。对LED照明的从业者来说，要直观地了解色坐标和色温参数，尤其是直观地了解DUV方针是很困难的。而对照明职业的终端客户来说，更是无法了解或承受这些专业术语。
如能选用色容差方针来点评LED光色差异，就简略许多，也更简单了解许多。只需求知道一个中心点坐标，其他色彩的色坐标间隔这个中心点的色容差间隔不只简单核算，并且对照明职业的终端客户来说，了解色容差间隔比了解色坐标、色温及DUV要简单得多。假如广阔终端客户能正确地了解色容差间隔，他们必将成为一股强有力的监督力气，以推进整个LED照明职业不断开展与前进。
LED灯具的色容差 世界干流LED芯片封装厂商一般都依照ANSI C78-377有关色度的规则，在25℃结温、标称驱动电流的条件下，在CIE-1931-XYZ色度图上间隔ANSI中心点7个色容差间隔的规模内，把LED芯片(灯珠)划分红6—16个不同的色彩饼(Color Bin)。但在LED灯具制作职业里，现在尚无相关技能规范规则其色容差间隔。因为LED结温升高、光学体系、驱动电流改动等许多要素影响，导致LED制品灯具的色坐标间隔ANSI C78-377规则的中心坐标相差甚远。
图1暗示了某样品灯具的色温漂移进程，该灯具选用了NICHIA NF2L757ART芯片，LED样品芯片的色坐标(出厂分饼时的色坐标)坐落图中的点A处(间隔ANSI中心点坐标约一个色容差间隔)，从LED芯片到制品灯具，其色坐标别离阅历了测验设备差错、回流焊、驱动电流改动、灯具光学体系吸收部分光谱能量、结温上升等漂移进程，即：从点A漂移到点F。其中点A为暗影四边形对角线的交点，并且样品芯片分饼时的色坐标均匀散布在该暗影四边形内。
从点A到点B的色彩漂移首要是由灯具制作厂家的测验设备及测验办法与NICHIA分饼测验设备或测验办法差异的原因形成，其他各点间的色坐标漂移在同一台测验设备上完结。色坐标从点A漂移到点F的进程中，结温对LED灯具的色坐标漂移的影响是最大的，但丈量结温对色坐标的影响是比较困难的，因通电时刻长短对结温影响很大，一般要求选用脉冲电流驱动LED芯片、脉冲电流的脉宽要适中、积分球的反映时刻极短等许多测验条件才干较精确地测验出。
图1
从图1看出，灯具厂商测验的制品灯具色坐标点F现已接近ANSI C78-376规则的4个色容差间隔的边际。如在LED灯具规划时选取NICHIA中心四个色彩分饼规模内的LED芯片(即：图1所示的四个色彩分饼)，将会有50%以上的制品灯具超出了ANSI规范的规则。假如不采纳色彩操控办法，或选取N%&&&&&%HIA外围12个色彩分饼中的某些LED芯片，其制品灯具的色坐标间隔ANSI规则的中心点将超越9个色容差间隔。
假如替换光学体系资料、或结温升高，或许导致更大的色坐标漂移状况产生。在某些极点状况下，不同厂家同一色温的LED灯具之间的光色差异很或许超越20个色容差间隔。可以料想，如LED灯具制作厂商不操控色容差方针，不免会给LED照明职业带来晦气影响。
减小LED灯具色容差间隔的办法
1 混色法
混色法是指LED灯具制作厂商从LED芯片封装厂的色彩分饼中选择两个或两个以上颜
色饼的LED芯片，进行等份额或不等份额的混合，使LED灯具的色彩坐标间隔ANSI中心点的色容差间隔满意规划要求。混色法归于一种很常见的办法，但从实践工程事例来看，常遭到以下几个要素的约束：
① 来自不同色彩饼的LED芯片或芯片组需求并联时，其VF有必要附近或VF饼相同。
② 在选用不等份额混合或多色彩饼混合时，简单呈现LED封装厂的产能散布与混色计划的色彩饼散布不相符的状况，或许导致某些色彩饼供货缺乏而某些色彩饼库存过多的问题。
③ 色彩分饼过多，虽然可以添加混色计划的灵敏度，然后减小LED灯具的色容差间隔，但一起也导致生产工艺和仓管等本钱更高。
④ 混色芯片过多，约束了电路规划的灵敏性，也添加芯片封装厂的难度。一般来说，两颗混色比较简略有用。
图2(左)两对角色彩饼等份额混色计划(16分饼)
图3(右)两对角色彩饼等份额混色计划(9分饼)
图2和图3别离暗示了16分饼的两对角等份额混合计划和9分饼的两对角等份额混合计划。从图2和图3看出，在考虑灯具制程的色彩漂移前，16分饼的混色计划基本上把LED灯具的芯片级色坐标(图中加粗四边形内)操控在2个色容差间隔的椭圆内(图中加粗椭圆)，而9分饼混色计划基本上能把芯片级色坐标操控在3个色容差间隔的椭圆内。
2 调整分饼中心法
从图2和图3的混色计划知，虽然LED芯片级色坐标到ANSI中心点只要2～3个色容差间隔，但考虑到图1的色彩漂移进程后，LED灯具的热稳状况的色坐标将在图2或图3的基础上再往左下角方向漂移约3个色容差间隔，即：一切LED灯具间隔ANSI中心约2-4个色容差间隔(对图2来说)或0-6个色容差间隔(对图3来说)。假如LED芯片封装厂可以经过调整荧光粉配比，依照相反的方向(朝右上角方向)移动其分饼时的色坐标中心点，则可抵消灯具制作所带来的色坐标漂移影响。
3 热态分饼法
从图1看出，因结温升高导致的色坐标漂移量是最大的，假如LED芯片封装厂进步色彩分饼时的作业结温，使之与灯具热稳态时的作业结温持平或附近，则LED灯具制品的色坐标间隔ANSI中心的色容差间隔就会减小许多。
结束语 色差问题在LED照明职业里一向存在，怎么科学有效地处理色差问题，正检测着相关职业从业者的才智。它不只需求从业者把握科学合理的办法，还需求许多其它方面的合作，例如：LED芯片厂商和灯具制作厂商的紧密合作，高要求的职业规范出台，检测组织和检测设备的技能方针更新，终端客户的广泛参加和监督，制作工艺、荧光粉、光学资料等技能改进或改造。
本文介绍的色容差技能方针同更常见的色温、色坐标、DUV方针比较，要直观而简单了解，如该方针能在我国LED照明范畴得以推行，或许出台相关规范以约束固定色温的LED灯具的色坐标间隔ANSI中心不得超越4～5个色容差间隔，那必将对整个LED工业的开展起到积极作用。
