顯色指數怎麼看?LED燈科普系列!暫說LED補光燈

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因為分享所以更強,大家好我是老暫,前兩天跟某個群的某個群友爭論了一個問題,關於LED燈的RA。具體爭論內容跟過程這裡就不說了,有興趣的私信我可以截圖給你們看哈。由於好多人還不太清楚LED的一些基本原理所以這裡,我結合自己的知識、查閱了一些資料,諮詢了一些行業大佬給大家做一個簡單的科普。請看視頻:



首先界定一個前提,民用級LED!我定義的民用級LED就是咱們老百姓看得見摸得著買的到的。那些什麼高精尖的,實驗室的,外星球的不在討論範圍內。


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咱們老百姓最早接觸的LED應該就是小時候,鍵盤、遊戲機手柄上的紅色小燈,那時候還叫發光二極管。它的英文名簡稱就是咱們現在叫的LED,Light Emitting Diode。


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而最早咱們使用的那些LED都是從紅光開始的,後來又有了綠光、黃光二極管。直到1993年,也就是我小學畢業那年,日本一位叫中村修二的師傅發明了高亮度藍色LED,並且直到2014年,中村師傅與天野浩及赤崎勇兩位師傅共同搞出了白色LED燈,並且因此還拿了個諾貝爾物理學獎。


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當然三位師傅當時發明的這個方法合成白光還是工藝有些複雜而且成本有些高,隨著生產技術的進步現在已經有多種方法合成白光LED,但中村師傅的藍色二極管的發明才是奠定後來所有LED技術的基石。


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簡單說下原理:LED本身跟咱們早年間用的熒光燈管發光原理基本一致,都是用特點波長的光激發熒光粉發光的。但區別是LED是半導體發光,熒光燈是金屬氣體放電發光。


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既然說到熒光粉那咱們就列舉幾種已經公佈的,當然可能還有更新更先進的配方沒有被公示出來。如果使用AlGaAs鋁砷化鎵或者GaP磷化鎵的材料則可以發紅光波長為610~750nm, AlGaInP磷化鋁銦鎵材料可以做出橙色或者黃色的光,波長為570~610nm,以及SiC碳化硅可以做出藍色,波長為450~500nm。當然還有些可以做出波長為500~570綠色光的GaN氮化鎵、GaP磷化鎵,波長為380~450紫色光的InGaN銦氮化鎵。


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在幾年前LED最早進入影視行業的時候,只有白光!當時的白光LED而且顯色性都很差。一般在80左右,白光LED目前普遍是用藍光LED激發上面說的多種熒光粉混合體,LED自身的藍光和熒光粉受激發後發出的其他光譜混合產生白光。早些年LED的技術不成熟自然沒有那麼多種熒光粉,顯指也就做不高。隨著配方不斷升級精確化配比LED技術也日趨成熟。


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判斷LED燈的優劣有很多指標,我們一般說的顯色指數CRI及TLCI等等,其作用主要是定義一個指標用來反映光源還原物體真實顏色的能力。


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CRI是在上世紀的時候定義光源的評價標準,一共有15種參考色,前8種顏色還原能力R1-R8平均值就是咱們常說的Ra,如果加上R9-R15計算出的顏色還原能力平均值就叫Re。就目前普及的LED技術而言,R1~R15有些是矛盾的,如果只是把產品Ra做高很容易99沒問題,但需要犧牲R9~R15,雖然Ra好看但真實的色彩還原能力並不好,因為R9~R15中包含了紅、黃、綠、藍等鮮豔的顏色。所以更好的顯色能力應該是Ra和Re很接近,或者Re直接做到98+ ,不過目前民用級技術還達不到那個高度。


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我們再來說下混色LED也就是近兩年才興起的RGB全綵LED,一般我們能買到的多數都是R、G、B三色LED燈珠 , 理論上通過RGB三原色等比例混合成為白色的色彩原理在RGB燈珠上其實並不通用,這主要是因為這種光只有RGB這三個顏色的離散光譜。而且由於RGB三色LED燈珠各色波長不同,所以在相同功率下的亮度並不相同。


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例如我們用一隻iwata GL03,相同功率下調整顏色,你會感覺藍色明顯比紅綠色要亮。所以LED混色需要調整的是亮度比例,通常為69%左右的綠色,21%左右的紅色和10%左右的藍色,這只是理論比例,還要考慮到LED光的轉化率以及每種LED的色座標是多少,計劃混合後的光色座標是多少等等問題,再精確計算混合比例。


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可以這麼說,每一款RGB LED產品的混合比例都不會相同,就跟每個人的性格都不太一樣是一個道理。通過一系列複雜的調整之後混出來的光線人眼感覺到是接近白色。注意這裡說的是感覺,而混出來的白色跟白色LED燈珠發出的白色最大的區別就是顯色性RA!只用三個顏色離散光譜混合出的白跟真正的白色LED燈珠的顯色性差了一大截。


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好到此為止咱們還只是說到三色RGB ,最近推薦給大家的iwata Master R燈棒可是五色LED燈珠混色,我在拆解時候也給大家說了高低色溫的一些混色過程,而這裡還有一個難點,就是要保證在同一顏色下,例如HUE60° 180° 300°這些彩色的時候,亮度發生變化從1%~100%保證顏色不偏,這也是現在很多國內廠家在研發的重點,也是目前評判RGB彩色LED燈的一個分水嶺。


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回到開頭,那位一直爭論的群友最終發出了Ra98的兩張低色溫圖片其實並無法說明他所強調的那個品牌所謂專門出口的LED燈有多優秀。而真正想判斷的話,很簡單調成5600K的白色,把Ra、Re都標出來,自有分曉。


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