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。

 

 

　　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。

 

 

　　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。

 

 

　　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！