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聊一聊高大上的光譜宣傳語背后的光技術

來源:網絡

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞:LED,LED照明,LED芯片,睡眠燈,GE照明,生鮮燈

      今年的光亞展,一個很明顯的特點是各大LED廠商對光品質、特殊應用的照明及顯色細分市場的大力投入,現場可以看到很多相關的產品推出,今天就來講講相關的一些產品,談談一些高大上的宣傳語背后的技術。

      1、白度增強LED

      如上圖從現象看,增白LED燈珠可以使白色的衣服顯得更白,其原理是利用熒光效應;一般的白色物體包括白衣服、白紙等均含有熒光增白劑,熒光增白劑是一種吸收不可見紫外光,出射可見光的化學物質,其常見的吸收峰值波長為370±20nm,出射的最大峰值波長為440±20nm。

      如圖所示,故出射的440nm藍光能夠補償白色物質中微黃的色調,從而使得制品顯得更白、更亮;一般的白光LED為460nm的藍光芯片激發黃色熒光粉,而460nm顯然無法激發熒光增白劑的熒光效應,不能發揮熒光增白劑的效果。

      因此,有些LED廠商推出了紫外LED激發的白光,見典型的紫外LED激發白光光譜,紫外LED峰值波長為400-410nm,能夠部分激發熒光效應,實現增白效果。

      所有市面上宣稱增白效果的LED都采用此“伎倆”實現類似效果,此“伎倆”相當值得商榷的地方:

      1、400-410nm紫外LED芯片顯然不是最佳選擇,熒光增白劑的最佳吸收峰值波長在370nm附近,而400-410nm紫外LED顯然不能最大程度激發熒光效應,相關廠商有測試過385nm、385nm、365nm等其他紫外LED芯片么?

      2、優化紫外LED芯片的最佳亮度,使得可以最大化熒光效應,又不引起對人體的傷害,相關廠商有進行測試么?

    常見熒光增白劑

    典型熒光增白劑吸收譜和出射譜

    典型白光LED和紫外LED激發白光光譜

      CIE 1-95 The Validity of the CIE Whiteness and Tint Equations技術委員會將針對光源和白度展開研究,感興趣的朋友可關注此技術委員會的動向。

      2、生鮮燈

      下圖是某一展臺上的展示的生鮮燈效果及其原理介紹,很明顯右邊的LED照明下的肉更加紅潤,使人更喜歡,所以此LED光源專門增對紅色區域的飽和度增強,可見圖中紅框指出的IESTM30-15的色彩失真圖標,IESTM30-15標準可參見前一期光源顯色性的文章。針對特殊顯色的要求,可設計特定的光源光譜實現對目標顏色的增強,這也是去年OPPLE光亞展驚艷四座的自適應生鮮燈的原理。

    左圖:一般LED光源    右圖:色域增強LED光源

    針對肉色增強LED光譜

    OPPLE自適應生鮮燈結構圖

      有個概念必須要明確下,顯色性的發展方向有兩個,一個是光源還原真實色彩(Color Fidelity)的能力,另一個是光源針對特定色彩增強或喜好(Color Preference)的能力。

      以肉色為例,Color Fidelity指在光源下的肉色可否與其在陽光下的肉色看到的一樣,而Color Preference指在光源下的肉色可否比其在陽光下的肉色更紅、更接近人們喜好的肉色。IESTM30-15分別用Rf和Rg代表光源在這兩方面的顯色能力。

      CIE分別有兩個技術委員會對這兩方面開展研究,分別為:

      CIE 1-90 Colour Fidelity Index:to evaluate availableindices based on colour fidelity for assessing the colour quality of white-light sources with a goal of recommending a single colour fidelity index forindustrial use.

      CIE 1-91 New Methods for Evaluating the Colour Quality of White-Light Sources:to evaluate available new methods for evaluating the colour quality of white-light sources with a goal of recommending methods for industrialuse.(Methods based on colour fidelityshall not beincluded)

    相信當這兩個TC結案時,CIE的新的顯色指數也將公布了。

      3、GE睡眠燈

      GE睡眠燈是前段時間推出的,沒有在此次光亞展中看到,但切合此主題,編者也蠻感興趣的,在此一并解釋。科學家原來一直以為人眼中只有感知色彩的三種錐體感光細胞。

      2002年美國布朗大學Bersons等人發現了新的一種感光細胞,即為自主感光神經節細胞(ipRGC,intrinsically photosensitiveretinal ganglion cells),但此細胞不參與色彩視覺。

    ipRGC可控制褪黑激素(Melanopsin)分泌,從而參與人體晝夜節律及睡眠質量。抑制褪黑激素的產生可提高人的警覺性和關注度,褪黑激素的分泌可促進人的睡眠。ipRGC的光譜相應曲線,如圖所示。

      ipRGC的峰值響應波長為464nm,464nm附近的藍光強度越大,約抑制褪黑激素的產生。故包含藍光較多的高色溫的LED燈可促進工作效率,而較少藍光的低色溫LED可促進睡眠。

    ipRGC的光譜相應曲線

      看看GE睡眠燈的說明是如何寫的:

      “溫暖-CCT光在夜間能鼓勵人類褪黑激素生產,誘導安睡;而冷藍-CCT光在早上能抑制褪黑激素,導致人的警覺性和提高生產力。”

      所以,GE睡眠燈的原理就很簡單了,無非就是將460nm附近的藍光部分盡可能去掉,不抑制褪黑激素的產生,促進睡眠。

    GE睡眠燈

      最后此類跟光譜相關的產品,須要注意以下兩點:

      1、需要獨立的第三方學術或鑒定機構進行相關學術研究或鑒定,而非廠家自我宣稱!

      2、產品開發、研究或鑒定過程中,一定須要采用專業的光譜可調照明設備進行實驗,而非購買市面幾種光源進行簡單的測試而已! 

    (審核編輯: 滄海一土)

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