LED色溫與顯色指數(shù)講解

在LED照明設(shè)備設(shè)計(jì)的后期，是必然需要對(duì)LED色溫有所了解的。因此與LED色溫有關(guān)的知識(shí)就成為了每名LED產(chǎn)品設(shè)計(jì)者所必須接觸的知識(shí)之一。與LED安規(guī)一樣，LED色溫在某種程度上影響著產(chǎn)品的上市銷售，符合標(biāo)準(zhǔn)的色溫會(huì)提供最為舒適的照明環(huán)境，從而打開(kāi)在市場(chǎng)上的銷路。

本文將對(duì)白光LED當(dāng)中的色溫與顯色指數(shù)進(jìn)行介紹，方便剛剛涉足LED設(shè)計(jì)的讀者積累基礎(chǔ)知識(shí)。

對(duì)于白光LED等發(fā)光顏色基本為“白光”的光源用品，坐標(biāo)可以準(zhǔn)確地表達(dá)該光源的表觀顏色。但具體的數(shù)值很難與習(xí)慣的光色感覺(jué)聯(lián)系在一起。人們經(jīng)常將光色偏橙紅的稱為“暖色”，比較熾白或稍偏蘭的稱為“冷色”，因此用色溫來(lái)表示光源的光色會(huì)更加直觀。

光源的發(fā)光顏色與在某一溫度下黑體輻射的顏色相同時(shí)，則稱黑體的溫度為該光源的色溫(color temperature)T，單位為開(kāi)(K)。對(duì)于白光LED，其發(fā)光顏色往往與各種溫度下的黑體(完全輻射體)的色品坐標(biāo)都不可能完全相同，這時(shí)就不能用色溫表示。為了便于比較，而采用相關(guān)色溫(CCT)的概念。也就是當(dāng)光源的色品與完全輻射體在某一溫度下的色品最接近，即在1960CIE-UCS色品圖上的色品差最小時(shí)，則該完全輻射體的溫度稱為該光源的相關(guān)色溫R1。

用于照明工程的LED，尤其是白光LED，除表現(xiàn)顏色外，更重要的特性往往是周圍的物體在LED光照明下所呈現(xiàn)出來(lái)的顏色與該物件在完全輻射(如日光)下的顏色是否一致，即所謂的顯色特性。

1974年CIE推薦了用“試驗(yàn)色”法來(lái)定量評(píng)價(jià)光源顯色性的方法，它是測(cè)量參照光源照明下和待測(cè)光源照明下標(biāo)準(zhǔn)樣品的總色位移量為基礎(chǔ)來(lái)規(guī)定待測(cè)光源的顯色性，用一個(gè)顯色指數(shù)值來(lái)表示。CIE規(guī)定用完全輻射體或標(biāo)準(zhǔn)照明體D作為參照光源，并將其顯色指數(shù)定為100，還規(guī)定了若干測(cè)試用的標(biāo)準(zhǔn)色樣。

根據(jù)在參照光源下和待測(cè)光源下，上述標(biāo)準(zhǔn)色樣形成的色差來(lái)評(píng)定待測(cè)光源顯色性的好壞。光源對(duì)某一種標(biāo)準(zhǔn)色樣品的顯色指數(shù)稱為特殊顯色指數(shù)R1.

R1=100-4.6△Ei (2-3)

式中△Ei為第i號(hào)標(biāo)準(zhǔn)色樣在參照光源下和待測(cè)光源下的色差。光源對(duì)前8個(gè)顏色樣品的平均顯色指數(shù)稱為一般顯色指數(shù)Ra。

CIE推薦的標(biāo)準(zhǔn)色樣共有14種。其1-8號(hào)為中等飽和度、中等明度的常用代表性色調(diào)樣品，第9至14號(hào)樣品包括紅、黃、綠、藍(lán)等幾種飽和色、歐美的皮膚色和樹(shù)葉綠色。1985年國(guó)家制定了“光源顯色性評(píng)價(jià)方法”標(biāo)準(zhǔn)，并增加了中國(guó)人女性膚色的色樣，作為第十五種標(biāo)準(zhǔn)色樣。

熟知這些顯色指數(shù)，實(shí)際上對(duì)LED照明設(shè)備是有潛移默化影響的，因?yàn)樵谝恍┨厥鈭?chǎng)合，如演播室、商場(chǎng)、美容場(chǎng)所等，不同的光照會(huì)讓皮膚反應(yīng)出不同的狀態(tài)，從而影響顧客的選購(gòu)或拍攝的最終效果。