生鮮燈為了滿足對各種顏色生鮮食品的照明需求
，其光譜變得多樣化。雖然特製光譜的LED光源雖然理論上可行
，但是實際上無法做到每種特殊光譜的LED產品都存在；所以很多生鮮燈依然會采用混光方案。但是為了獲得合適的混光方案，通常的計算方法非常繁瑣

；本文中，合理選擇現有的白光LED和彩色LED，利用LightTools進行模擬得到混色光譜
，通過對顏色參數的分析評價，進而獲得合適的生鮮燈混光方案和效果指標。

 

suizhegutaizhaomingdejinyibufazhan，renmenduizhaomingpinzhideyaoqiuyeyuelaiyuegao
，henduozhaominglingyutichulegexinghuadeguangpuyaoqiu

，shengxiandengzaishiwufangmiandezhaomingjiushiyigehenhaodelizi。womenzhidao，zaidixianzhigaosewendedengguanxia，renlianhuixiandecangbaiwushengqi，zhezaishipinfangmianyeshiyiyang，shiyongbuheshidezhaoming，chaoshilideshuiguo、食物會變得顏色怪異，沒有賣相
，不但會影響生意，而且會因為商品過保質期而造成浪費；而er在zai合he適shi的de生sheng鮮xian燈deng下xia，可ke以yi使shi食shi物wu得de顏yan色se得de以yi更geng好hao的de還hai原yuan，使shi它ta顯xian得de更geng為wei新xin鮮xian和he可ke口kou，讓rang顧gu客ke更geng願yuan意yi購gou買mai，所suo以yi生sheng鮮xian燈deng在zai食shi品pin照zhao明ming領ling域yu非fei常chang重zhong要yao。而erLED由於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製的熒光粉
，能現實大多數光譜。但是對於單顆LED

，並不是每種光譜的LED都會變成產品
，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

，由於隻需要選用常規的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等參數來評定顏色。其中CRI除了常規的8種標準色樣的顯色指數之外，還有7個特殊色樣的顯色指數，而這15個色樣相對來說都是非飽和色樣
，前8個參數的的平均值是我們常用的顯色性Ra
，例如表征紅光（“strongred”）的R9並不在Ra的表征內容之內，所以，即便Ra很大的LED，隻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研究院）也發現

，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發現，隻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，並提出了一種表征顯色性的新方法CQS（ColorQualityScale），它采用了15種分布於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後的結果。

　　

給gei定ding光guang譜pu，就jiu可ke以yi得de到dao上shang述shu各ge種zhong顏yan色se信xin息xi，所suo以yi光guang譜pu涵han蓋gai了le更geng為wei全quan麵mian的de顏yan色se信xin息xi。對dui於yu混hun色se照zhao明ming方fang案an
，其qi光guang譜pu信xin息xi非fei常chang重zhong要yao，但dan是shi如ru何he獲huo得de會hui比bi較jiao方fang便bian呢ne？

 

1、首先，雖然可以通過測量獲得
，但是需要製作樣燈，這包括定製PCB、準備散熱器和購買電源驅動、焊接和組裝等步驟，最後測量，過程複雜耗時，而且很難再次調整方案，方法不靈活。

2、其次，計算方法也非常繁瑣。光譜數據通常是經過歸一化的，而且縱坐標與mW（而非lm）相關；而且LED的輻射特性也不同
，如白光LED通3、最後，即本文中模擬方法，借助LightTools工具模擬
，不但能簡單地得到混色光譜結果，而且還可以獲得其他顏色參數幫助我們分析和評定方案。

　　

當(dang)然(ran)，隨(sui)著(zhe)被(bei)照(zhao)物(wu)的(de)不(bu)同(tong)
，所(suo)需(xu)的(de)最(zui)佳(jia)光(guang)譜(pu)也(ye)會(hui)不(bu)同(tong)。我(wo)們(men)以(yi)照(zhao)明(ming)深(shen)紅(hong)色(se)蘋(ping)果(guo)為(wei)例(li)，水(shui)果(guo)商(shang)希(xi)望(wang)得(de)到(dao)適(shi)量(liang)的(de)深(shen)紅(hong)光(guang)摻(chan)雜(za)，使(shi)得(de)蘋(ping)果(guo)顯(xian)得(de)紅(hong)潤(run)可(ke)口(kou)。同(tong)時(shi)也(ye)要(yao)強(qiang)調(tiao)一(yi)下(xia)，紅(hong)光(guang)也(ye)有(you)很(hen)多(duo)種(zhong)，在(zai)選(xuan)擇(ze)紅(hong)色(se)光(guang)源(yuan)時(shi)也(ye)要(yao)先(xian)確(que)保(bao)具(ju)備(bei)正(zheng)確(que)的(de)主(zhu)波(bo)長(chang)和(he)光(guang)譜(pu)信(xin)息(xi)，使(shi)得(de)混(hun)光(guang)方(fang)案(an)匹(pi)配(pei)照(zhao)明(ming)要(yao)求(qiu)。

　　

為達到我們預想的混色光譜結果，首先我們要選用合適的LED光源。OSRAM有很豐富多彩的彩光產品（包括高功率OSLON係列和中功率DurisP5），尤其是在紅光方麵更是有三種波段的產品；白光LED也有三種顯色指數和各個色溫可選。所以本文就以其產品為例，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
，並通過LightTools軟件進行模擬。

 

我們選用主波長數值最大的（640nm）紅光（HyperRed）LED（LH），和顯色指數為80的白光LED（LCW）
，使用（mLCW+nLH）混色方案。

　　

1.獲取LED的光譜數據。通常規格書中有歸一化的光譜圖，進而得到光譜數據；如果沒有光譜圖
，則可以通過現有夾具夾持LED樣品，通過積分球測量係統輕鬆獲得。

　　

2.在LightTools中輸入每種LED的光譜數據。隻需將Excel表格中得到的光譜數據複製到軟件中即可。而且可以通過”SpectralRegionChart“檢查光譜輸入結果，如圖1所示。

　　

3.在LightTools中輸入每種LED的輻射功率/光通量。在規格書裏，白光LED是以光通量（lm）表征，而紅光LED則是以輻射功率（mW）為單位的，這裏我們不必換算單位
，直接在軟件中的”Emittance“中選擇光通量（”PhotometricFlux“）或輻射功率（RediometricPower），bingfenbieshurushuzhijike。tongchangzaishuruliangduxinxishi
，xuyaokaolvqudongdianliuhejiedianwendudeyingxiang
，danshizhelizuoweiyigelizi，doucaiyongdianxingdianliuqudong，binghulvejiedianwendudengyinsuyingxiang，yijianhuaguochengtuchuzhongdian。

　　

4.運行模擬，並分析評價光譜結果。當然
，並非第一次就可以得到最合適的混色方案，所以可能需要回到第三步，重新調整功率/光通量比例
，甚至可能需要添加或改變LED種類。

　　

5.選擇得到合適的混色方案，和相應顏色、亮度信息。

 

圖1：白光和深紅光LED光源光譜數據的輸入和光譜圖查看

 

圖2：白光LED的CRI和CQS結果

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單獨分析白光LED光譜可以發現，雖然其Ra=83，但是其代表紅光成分的R9值隻有11，說(shuo)明(ming)該(gai)光(guang)源(yuan)對(dui)這(zhe)一(yi)紅(hong)色(se)物(wu)品(pin)的(de)顏(yan)色(se)還(hai)原(yuan)能(neng)力(li)很(hen)差(cha)，不(bu)適(shi)合(he)凸(tu)顯(xian)紅(hong)色(se)物(wu)品(pin)的(de)照(zhao)明(ming)。這(zhe)也(ye)是(shi)為(wei)什(shen)麼(me)紅(hong)色(se)食(shi)品(pin)的(de)生(sheng)鮮(xian)燈(deng)需(xu)要(yao)富(fu)含(han)一(yi)定(ding)量(liang)紅(hong)光(guang)的(de)原(yuan)因(yin)
，也(ye)凸(tu)顯(xian)了(le)生(sheng)鮮(xian)燈(deng)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)。當(dang)然(ran)也(ye)不(bu)能(neng)過(guo)量(liang)添(tian)加(jia)紅(hong)光(guang)，否(fou)則(ze)，雖(sui)然(ran)紅(hong)色(se)還(hai)原(yuan)能(neng)力(li)很(hen)高(gao)，但(dan)是(shi)會(hui)大(da)大(da)降(jiang)低(di)其(qi)他(ta)顏(yan)色(se)的(de)顯(xian)色(se)性(xing)。

 

假設白光LED與紅光LED的比例為k=M：N，那麼這裏白光LED個數應設置為k倍的白光光通量。我們假定每顆紅光LED為0.3W輻射功率，每顆白光LED為100lm，如果輸入500lm白光
，那麼這裏k=5。

 

圖3：混光光譜及其CRI和CQS結果

 

添加”Farfieldreceiver“，並運行模擬。結果發現
，這一方案很好地添加了紅光部分光譜，CCT=2750K

，得到了更好的CRI（92）和CQS（90）
，其中表征紅色還原能力的指數R9=70，VS1=90，兩者差異的主要原因是紅色標準色樣的選取不同，結果都比白光LED具備了更高的數值，說明這一生鮮燈方案更有利於紅色食品的顏色還原
；同時其他顏色樣本的顯色指數也都保留了較高或更高的數值。在達到該生鮮燈對紅色還原能力的同時，還提升了整體的照明品質。