聊一聊高大上的光譜宣傳語背后的光技術(shù)

　　今年的光亞展，一個很明顯的特點是各大LED廠商對光品質(zhì)、特殊應(yīng)用的照明及顯色細(xì)分市場的大力投入，現(xiàn)場可以看到很多相關(guān)的產(chǎn)品推出，今天就來講講相關(guān)的一些產(chǎn)品，談?wù)勔恍└叽笊系男麄髡Z背后的技術(shù)。

　　1、白度增強(qiáng)LED

　　如上圖從現(xiàn)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(yīng);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(xué)物質(zhì)，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(lán)光能夠補(bǔ)償白色物質(zhì)中微黃的色調(diào)，從而使得制品顯得更白、更亮;一般的白光LED為460nm的藍(lán)光芯片激發(fā)黃色熒光粉，而460nm顯然無法激發(fā)熒光增白劑的熒光效應(yīng)，不能發(fā)揮熒光增白劑的效果。

　　因此，有些LED廠商推出了紫外LED激發(fā)的白光，見典型的紫外LED激發(fā)白光光譜，紫外LED峰值波長為400-410nm，能夠部分激發(fā)熒光效應(yīng)，實現(xiàn)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(xiàn)類似效果，此“伎倆”相當(dāng)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(fā)熒光效應(yīng)，相關(guān)廠商有測試過385nm、385nm、365nm等其他紫外LED芯片么?

　　2、優(yōu)化紫外LED芯片的最佳亮度，使得可以最大化熒光效應(yīng)，又不引起對人體的傷害，相關(guān)廠商有進(jìn)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(fā)白光光譜

　　CIE 1-95 The Validity of the CIE Whiteness and Tint Equations技術(shù)委員會將針對光源和白度展開研究，感興趣的朋友可關(guān)注此技術(shù)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(qū)域的飽和度增強(qiáng)，可見圖中紅框指出的IESTM30-15的色彩失真圖標(biāo)，IESTM30-15標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計特定的光源光譜實現(xiàn)對目標(biāo)顏色的增強(qiáng)，這也是去年OPPLE光亞展驚艷四座的自適應(yīng)生鮮燈的原理。

　　左圖：一般LED光源 右圖：色域增強(qiáng)LED光源

　　針對肉色增強(qiáng)LED光譜

　　OPPLE自適應(yīng)生鮮燈結(jié)構(gòu)圖

　　有個概念必須要明確下，顯色性的發(fā)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(qiáng)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(shù)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(dāng)這兩個TC結(jié)案時，CIE的新的顯色指數(shù)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(xué)家原來一直以為人眼中只有感知色彩的三種錐體感光細(xì)胞。

　　2002年美國布朗大學(xué)Bersons等人發(fā)現(xiàn)了新的一種感光細(xì)胞，即為自主感光神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(ipRGC，intrinsically photosensitiveretinal ganglion cells)，但此細(xì)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(jié)律及睡眠質(zhì)量。抑制褪黑激素的產(chǎn)生可提高人的警覺性和關(guān)注度，褪黑激素的分泌可促進(jìn)人的睡眠。ipRGC的光譜相應(yīng)曲線，如圖所示。

　　ipRGC的峰值響應(yīng)波長為464nm，464nm附近的藍(lán)光強(qiáng)度越大，約抑制褪黑激素的產(chǎn)生。故包含藍(lán)光較多的高色溫的LED燈可促進(jìn)工作效率，而較少藍(lán)光的低色溫LED可促進(jìn)睡眠。

　　ipRGC的光譜相應(yīng)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(chǎn)，誘導(dǎo)安睡;而冷藍(lán)-CCT光在早上能抑制褪黑激素，導(dǎo)致人的警覺性和提高生產(chǎn)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(lán)光部分盡可能去掉，不抑制褪黑激素的產(chǎn)生，促進(jìn)睡眠。

　　GE睡眠燈

　　最后此類跟光譜相關(guān)的產(chǎn)品，須要注意以下兩點：

　　1、需要獨立的第三方學(xué)術(shù)或鑒定機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)學(xué)術(shù)研究或鑒定，而非廠家自我宣稱!

　　2、產(chǎn)品開發(fā)、研究或鑒定過程中，一定須要采用專業(yè)的光譜可調(diào)照明設(shè)備進(jìn)行實驗，而非購買市面幾種光源進(jìn)行簡單的測試而已!