LED混光光譜方案與仿真技術(shù)介紹

　　在合適的生鮮燈下，可以使食物得顏色得以更好的還原，使它顯得更為新鮮和可口，讓顧客更愿意購買，所以生鮮燈在食品照明領(lǐng)域非常重要。而LED由于極易得到各種光譜顏色而在應用中成為理想光源。

　　多種單色光芯片的存在和藍光芯片配合特制的熒光粉，能現(xiàn)實大多數(shù)光譜。但是對于單顆LED，并不是每種光譜的LED都會變成產(chǎn)品，這是因為市場對每種特殊光譜的LED需求量一般不是很大；即便有產(chǎn)品存在，價格也會比較高，而且還可能存在供應問題。相對來說，混色方案更為可行，由于只需要選用常規(guī)的LED，所以光源成本更低，方案靈活，而且供應更為可靠。

　　我們通常借助色坐標、CCT、CRI和CQS等參數(shù)來評定顏色。其中CRI除了常規(guī)的8種標準色樣的顯色指數(shù)之外，還有7個特殊色樣的顯色指數(shù)，而這15個色樣相對來說都是非飽和色樣，前8個參數(shù)的的平均值是我們常用的顯色性Ra，例如表征紅光（“strong red”）的R9并不在Ra的表征內(nèi)容之內(nèi)，所以，即便Ra很大的LED，只要它的光譜沒有足夠的紅光部分，R9的值也會很低。NIST（美國國家標準與技術(shù)研究院）也發(fā)現(xiàn)，即使一種光的對非飽和色的顯色性很好，它對飽和色的顯色性也可能很差；NIST發(fā)現(xiàn)，只要選用一些飽和色作為一套新的色樣，就可以保證對顯色性的準確表征，并提出了一種表征顯色性的新方法CQS（Color Quality Scale），它采用了15種分布于整個可見光譜中的飽和色為其色樣。本文會借助這兩套表征顯色性的方法來分析混色后的結(jié)果。

　　給定光譜，就可以得到上述各種顏色信息，所以光譜涵蓋了更為全面的顏色信息。對于混色照明方案，其光譜信息非常重要，但是如何獲得會比較方便呢？

　　首先，雖然可以通過測量獲得，但是需要制作樣燈，這包括定制PCB、準備散熱器和購買電源驅(qū)動、焊接和組裝等步驟，最后測量，過程復雜耗時，而且很難再次調(diào)整方案，方法不靈活。

　　當然，隨著被照物的不同，所需的最佳光譜也會不同。我們以照明深紅色蘋果為例，水果商希望得到適量的深紅光摻雜，使得蘋果顯得紅潤可口。同時也要強調(diào)一下，紅光也有很多種，在選擇紅色光源時也要先確保具備正確的主波長和光譜信息，使得混光方案匹配照明要求。

　　為達到我們預想的混色光譜結(jié)果，首先我們要選用合適的LED光源。OSRAM有很豐富多彩的彩光產(chǎn)品（包括高功率OSLON系列和中功率Duris P5），尤其是在紅光方面更是有三種波段的產(chǎn)品；白光LED也有三種顯色指數(shù)和各個色溫可選。所以本文就以其產(chǎn)品為例，選用適當主波長的紅光LED和適當光譜的白光LED，獲取它們的光譜信息，并通過LightTools軟件進行模擬。

　　我們選用主波長數(shù)值最大的（640nm）紅光（Hyper Red）LED（LH），和顯色指數(shù)為80的白光LED（LCW），使用（m LCW + n LH）混色方案：

　　1. 獲取LED的光譜數(shù)據(jù)。通常規(guī)格書中有歸一化的光譜圖，進而得到光譜數(shù)據(jù)；如果沒有光譜圖，則可以通過現(xiàn)有夾具夾持LED樣品，通過積分球測量系統(tǒng)輕松獲得。

　　2. 在LightTools中輸入每種LED的光譜數(shù)據(jù)。只需將Excel 表格中得到的光譜數(shù)據(jù)復制到軟件中即可。而且可以通過“Spectral Region Chart”檢 查光譜輸入結(jié)果，如圖1所示。

　　圖1. 白光和深紅光LED光源光譜數(shù)據(jù)的輸入和光譜圖查看