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深度解读:探讨光源显色指数与白光LED的显色性

2011-04-15 02:06
黯影冰风
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        显色性是指光源发出的光照射到物体上所产生的客观效果和对物体真实色彩的显现程度,是评价照明光源的一个重要指标。显色性高的光源对颜色的表现较好,所看到的颜色接近自然原色;显色性低的光源对颜色表现较差,所看到的颜色偏差也较大。如果光源发出的光中所含的各色光的比例和自然光相近,则人眼看到的颜色就较为逼真。光源的光谱分布决定光源的显色性,光源的显色性影响人眼观察物体的颜色,对光源显色性进行定量评价是评价光源质量的一个重要方面。

  一般人工照明光源都是用一般显色指数作为显色性的评价指标,显色指数同时也是衡量光源颜色特性的重要参数。针对传统光源显色指数的计算已有多种测试方法并建立了相关标准,但白光LED对于照明业来说是一种新型光源,传统的测试方法是否适用于白光LED的光色特性分析,还有待深入研究。本文就显色指数的相关计算方法进行了介绍和讨论,并对白光LED显色性评价进行了探讨。

         一、显色指数计算方法及评价LED存在的问题

  目前对于光源显色指数的计算方法主要还是CIE制定的“测色法”和沃尔特提出的“沃尔特法”。“沃尔特法”实质上是对CIE“测色法”的改进,是沃尔特为了简化标准法中显色指数的计算过程建立的一个经验公式,加快了计算速度并且误差较小。这里主要介绍一下CIE制定的“测色法”。

  1965年CIE制定了一种评价光源显色性的方法,简称“测色法”,经1974年修订,正式推荐在国际上采用[1]。用试验色评价显色指数是最有效的方法,它与目视效果一致,是计算显色指数的标准方法。按CIE的规定,标准照明体即作为参照照明光源要根据待测光源的相关色温来选取,一般把普朗克辐射体作为低色温光源(小于5000K)的参考标准,把标准照明体D(即组合日光)作为高色温光源(大于 5000K)的参考标准。

  CIE规定显色指数分为特殊显色指数Ri和一般显色指数 Ra。评价时采用一套14种试验颜色样品,其中1-8试验色用于一般显色指数的计算,这8种颜色样品选自孟塞尔色标,包含各种有代表性的色调,都具有中等彩度和明度,如图1所示。


图1  CIE中1-8号色样

  CIE除规定了计算一般显色指数用的八种标准颜色样品外,还补充规定了6种计算特殊颜色显色指数的标准颜色样品,供检验光源的某种特殊显色性能选用,分别是彩度较高的红、黄、绿、蓝及叶绿色和欧美人的肤色,如图2所示。我国计算光源显色指数的方法还增加了中国人女性肤色的颜色样品[2]。


图2  CIE中9-14号色样

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