翟英歌

(長春中國光學科學技術館 吉林長春 130117)

1 引言

在人們生活質量不斷提高中，對于光環(huán)境的要求也在不斷增加，單一色溫固定光源已經(jīng)無法滿足人們對生活的需求[1]。因此，需要調整照明的亮度，改變照明色溫實現(xiàn)不同照明意境，提高照明光源顯示指數(shù)，從而使照明環(huán)境對高顯色性的要求得到滿足。

2 系統(tǒng)設計和實驗

2.1 四基色混光系統(tǒng)的設計

混合系統(tǒng)通過硬件配置與軟件控制部分構成，軟件部分的主要功能是實現(xiàn)優(yōu)化校正，實現(xiàn)混合光亮度、色溫、各基色光的電流配比。本文實驗中的硬件裝置主要包括四基色LED燈珠、電流電壓測量儀器、線路板、黑色箱體。

2.2 系統(tǒng)的實驗

在實驗過程中，不同色溫段高亮度低衰減直插型白光LED樣品的設計主要包括熒光粉、基藍光芯片、支架和膠水，選擇色溫段：2800～3000K、3000～3400K、7000～8000K，對樣品隨機抽取，顯色指數(shù)在正常工作電流中為66.6，色溫設置為2856K的白光LED作為1號樣品；顯色指數(shù)為75.2、色溫為3399K的白光LED作為2號樣品；顯色指數(shù)為89.6、色溫為7682K的白光LED作為3號樣品。A組為1、3號樣品的混色，B組為2、3號樣品的混色。全部樣品與混色后白光LED光色電參數(shù)利用PMS-80紫外-可見光-近紅外光譜分析系統(tǒng)實現(xiàn)測試、記錄，基于室溫下調節(jié)正向電流IF，對5～30mA時樣品與A、B組的光譜、色溫、顯色指數(shù)等參數(shù)進行記錄[2]。

圖1 樣品和照明體的光譜對比

圖2 混合光譜圖

表1 四個色溫光源性能的參數(shù)

圖1(b)指的是高色溫白光LED3號樣品對比D75照明體光譜，能量最高的部分為藍光部分，最低為紅光部分，具有良好顯色性的樣品為3號。圖2(a)混合后的A組白光光譜的藍光部分與3號樣品重合，黃光光譜的形狀類似于1號樣品。圖2(b)無為B組白光光譜藍光與3號樣品的重合，黃光光譜形狀與2號樣品類似。由于是高色溫、中間色溫的照明體光譜藍光部分具有較強的能量，在長波方向逐漸降低，A與B組具有良好的白光顯色性。

表1為四個色溫光源性能的參數(shù)，通過表1可以看出來，針對3100K、4100K、5000K、5800K的色差光源來說，根據(jù)本文算法所設計光源色溫誤差能夠控制在100K之內，顯色指數(shù)能夠達到90以上，并且同色溫黑體顏色差△UV能夠控制到0.005以內，滿足高像素手機成像質量部分檢測項目的需求。表1中的實測顯色指數(shù)參數(shù)給出4種色溫光源中，最低顯色性的數(shù)值為R12min，都表現(xiàn)為第12號色。第12色為飽和藍色，表示此光源對于藍色顯色性能比較低。四個色溫光源相對光譜功能分布曲線，藍色波段500nm處對比其他波段具有明顯的低谷，結果表現(xiàn)為對顏色純度高的藍色反射率比較低，從而降低了12號藍色顯色性能。要想使此情況改善，可以提高G525基色光500nm，或者添加500nm峰值的窄帶光。

3 結語

本文設計了色溫與亮度可調的LED混合白光裝置，此裝置能夠精準控制基色光源電源的精度，從而實現(xiàn)參與混合光源光亮度配比的調節(jié)，并且調節(jié)混合光源色溫與亮度。實驗表明，四基色混光系統(tǒng)能夠滿足手機成像質量測量需要的四色溫光源亮度可調需求。