色温图谱
《色温和色容差》PPT课件

2相关色温:在人工光源中, 只有白炽灯灯丝通电加热与 黑体加热的情况相似。对白 炽灯以外的其它人工光源的 光色,其色度不一定准确地 与黑体加热时的色度相同。 所以只能用光源的色度与最 相接近的黑体色度的色温来 确定光源的色温,这样确定 的色温叫相关色温。
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三 绝对黑体
1 定义:如果一个物体能够在任何温度下全部吸收任何
指数ra等级显色性显色性的一般应用901001a需要色彩精确对比的场所80891b优良需要色彩正确判断的场所6079需要中等显色性的场所4059普通对显色性的要求较低色差较小的场所2039较差对显色性无具体要求的场所cie1931色度图在曲线所包围的面积内包括了一切物理上能实现的所有颜色
色温和色容差以及荧光灯材料 概述
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THE END
THANKS
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四 色容差
1 色容差实际指测量值偏离目标值的距离。
2 如果要指出测量值的色容差就必须要提供目 标值和计算公式。
3 在色容差为5的椭圆中,曲线上点的色容差 为5。圈内所有点的色坐标都为小于5。
4 这些椭圆都可以用一定的方程来表示。
IEC中规定灯的色坐标不得偏离额定值(x,y) 5个sdcm。那也就是说,灯的色坐标都应该在 规定的椭圆内。
制作人:李 健
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色温和色容差
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一 光谱图简述
1 光谱图:光谱是光 源发出不同颜色的光 通量的综合表征。 2 各种光源的辐射特 性不同,它们的 辐 射能(或辐射功率) 按波长分布的情况也 不一样。
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二 简述各颜色参数
1 色温: 如果一个光源发 光的颜色和一定温度的黑体 (标准光源)发光的颜色相 同,那么该黑体的温度就为 该光源的颜色温度(简称 色温Tc)。色温用绝对温 标K表示。
色温对照表

色温对照表 - 以K为单位的光色度对照表色温指的是光波在不同的能量下,人类眼睛所感受的颜色变化。
在色温的计算上,是以 Kelvin 为单位,黑体幅射的0° Kelvin= 摄氏 -273 ° C 做为计算的起点。
将黑体加热,随着能量的提高,便会进入可见光的领域,例如,在2800 ° K 时,发出的色光和灯泡相同,我们便说灯泡的色温是2800 ° K。
可见光领域的色温变化,由低色温至高色温是由橙红 --> 白 --> 蓝。
色温的特性1. 在高纬度的地区,色温较高,所见到的颜色偏蓝。
2. 在低纬度的地区,色温较低,所见到的颜色偏红。
( <---- 低色温 ------------------ 高色温 ----> )3. 在一天之中,色温亦有变化,当太阳光斜射时,能量被( 云层、空气 )吸收较多,所以色温较低。
当太阳光直射时,能量被吸收较少,所以色温较高。
4.Windows 的 sRGB 色彩模型是以6500 ° K 做为标准色温,以 D65 表示之。
5. 清晨的色温大约在4400 ° K。
6. 高山上色温大约在6000 ° K。
色温对照表 - 以K为单位的光色度对照表烛焰 1500家用白灯 2500-300060瓦的充气钨丝灯 2800100瓦的钨丝灯 29501000瓦的钨丝灯 3000500瓦的投影灯 2865500瓦钨丝灯 31753200K的泛光灯 3200琥珀闪光信号灯 3200R32反射镜泛光灯 3200锆制的浓弧光灯 32001,2,4号泛光灯,反射镜泛光灯 3400暖色的白荧光灯 3500切碎箔片,清晰闪光灯信号 3800冷色的白荧光灯 4500白昼的泛光灯 4800白焰碳弧灯 5000M2B闪光信号灯 5100正午的日光 5400高强度的太阳弧光灯 5550夏季的直射太阳光 5800早上10点到下午3点的直射太阳光 6000蓝闪光信号灯 6000白昼的荧光灯 6500正午晴空的太阳光 6500阴天的光线 6800-7000高速电子闪光管 7000来自灰蒙天空的光线 7500-8400来自晴空蓝天的光线 10000-20000在水域上空的晴朗蓝天 20000-27000点图进入相册。
常见光线色温表

5600K+1/4ND 可以起到衰减光圈的作用,如:5600K+1/16ND可以衰减4档光圈。
它们相当於摄影中,灯光型和日光型胶卷的作用。
# # 经验: 调节滤片为白平衡的粗调。根据拍摄现场的色温调节滤片。
有时在5600K的色温下,光圈最大、速度最慢,而通光量仍然不足
(如:室内日光灯下),也可以用3200K的滤光片进行白平衡调节,
彩色摄影和彩色摄像和色温的关系甚为重要。黑白摄影和摄像不存在色温问题。无论是拍彩色照片、彩色电影、电视都必须注意照明光源的色温。才能使电视画面色彩得到正确还原,或控制画面色调。
拍彩色照片,用日光型彩卷只能在太阳光照明条件下进行拍摄,用灯光型彩卷只有在灯光 (3200K) 照明条件下进行拍摄。目前我国拍电影用的胶片全是灯光型彩色胶片。要求色温条件为 3200K左右。因此在太阳下拍摄时,必须在摄影机镜头前加上降低色温的滤色镜,这种滤色镜的颜色呈琥珀色,能使太阳光的色温 (约 5500K) 降低到 3200K。
2、一日之间太阳光的色温并不是固定不变的,而是随时间的变化进行着有规律的变化。早晚偏低、中午偏高。太阳光的平均色温是5600K,人工光源也各有不同的色温指数。电影摄影由于一日之间色温的变化引起的画面偏色,可以在印制正片时,用配光的方法加以校正。在电视摄像中,主要靠调整黑白平衡的方法加以解决。调整黑白平衡的具体方法(略)。室外自然光和室内自然光都是5600K左右的高色温光,室内主要是天空光,比太阳光的色温要高。室内
色温图

题主不明白的是为什么我们会把明明感觉很温暖(温度高)的偏红、偏黄的光叫做低色温,而感觉很冷(温度低)的偏蓝、偏紫的光叫做高色温。
为什么要采用这种与习惯(或者感觉)相反的叫法呢?先看看我们如何描述单色光的。
我们当然可以用“红色光”、“黄色光”、“橙色光”这样的语言来描述,但是这样的语言并不能准确的表达这个光到底是什么颜色。
比如下面这个光谱图,400-500nm的波长我们都可以说他是蓝色光,但是400nm波长的蓝色光跟500nm 波长的蓝色光是差别很大的。
所以,对于单色光来讲最准确的表达颜色的方法是用波长。
那么问题来了,如何准确的表达白色光呢?白色光是由多种颜色的光谱混合而成的,那么就没有办法用单一的波长去表达了。
当然,我们也可以用类似“暖色”、“冷色”这样模糊的词语来描述,但是当我们希望准确的描述一个“暖光”到底有多暖的时候怎么办呢?再来看这么一个色度图:色度图里面包含了所有的颜色,对于任何多种颜色的复合光我们都可以在上面找到相对于的点。
比如X,Y坐标为[0.1,0.5]的点对应的就是绿色和蓝色的复合光的颜色。
有了这张图我们就能很准确的用坐标表达白光的“颜色”了。
比如X,Y坐标分别为[0.33,0.33]、[0.45,0.39]的两点就分别是我们平时所说的"冷光"和"暖光"。
有了坐标后我们也能很准确的描述这个白光到底多冷或者多暖了,但是问题又来了。
这样是不是很麻烦?为了更方便的表达就需要引入色温这个概念了。
上面那个色度图中的那条曲线(就是标了1500、2000、2500……那些数学的曲线)叫做普朗克曲线。
曲线上面的数字就是我们所说的色温,这些数字真的是温度哦(开尔文温度,单位:K)。
那么这条曲线是怎么来的呢,就是一个标准的黑体(你就想成一坨铁吧)加热到对应温度时候发出的光的颜色在色度图中的描点连线。
也就是说如果一坨铁加热到1500K那么他发出来的光度颜色就是有点偏红、偏黄的,随着温度不断升高黄色和红色会越来越淡逐渐发白,加热到6000K的时候发出来的光已经是有点偏蓝了。
色温的概念和常见色温表

色温的概念和常见色温表色温的概念1、色温----光的颜色标志用黑白胶片拍照片,只要根据光的强弱(物体的亮度) 定准光圈进行拍摄就行了。
但用彩色胶片和彩色摄像机拍摄,除了正确曝光之外,还要考虑照明被摄对象光线的色温,否则拍出的彩色照片或彩色电视图像就会偏色,不能正确还原景物的色彩。
什么叫色温呢?色温的概念不能从字面上理解,它并不是“色的温度”。
色温是表明白光光源光谱成分的标志。
前面我们讲了,白光是由色光组成的。
生活中的可见光多数是热辐射体发出的。
如太阳光、灯光和蜡烛光等,都可以看做是白光。
但白的程度是不同的,这是因为这些光源所含的光谱成分不同(光谱成分即光的色彩成分) 原故。
色温的量值是怎样规定的呢?科学家把某一光源发出的光和绝对黑体加热到某一温度时发出的光相比较,当二者色成分相同时,就把这时绝对黑体的温度定做该光源的色温。
绝对黑色也叫完全辐射体。
指既不反射也不透射,能把它上面的辐射全部吸收的物体。
由实验得知,当黑体连续加热,温度不断上升时,所发出的光并不是白光,而是带有颜色的色光。
随温度升高变化的顺序是由红-黄-白-兰。
色温的单位用K 表示(开尔文第一个字母kehvin) ,用摄氏-273 ℃为起点,每升 1 ℃为1K(国际会议上规定不写度K ,也不写K 度)0 ℃=273k,3200k=2927 ℃,人眼对不同色温的光有不同的色感,光源的色温越高,越偏兰,越低越偏红色。
色温这个概念虽然是由热辐射体(绝对黑体) 加热后发出的光线彩色成分表示的。
但实际上,可以认为光源的色温和光源的物理温度无关。
道理很简单,一盏钨丝灯发出光的色温大约是3200K,蒙上一层兰纸发出的光色温就升高了,变成5600K了(升高多少根据兰纸的深线而定) 因为加一层兰色透明纸后,投射出来的光色彩成分变了,兰光多了,红绿光被蓝纸吸收了,但灯的温度并没有变化。
冷光源色温高,但本身的温度并不高。
彩色摄影和彩色摄像和色温的关系甚为重要。
各种灯光的色温表(K值)

各种灯光的色温表(K值)各种灯光的色温表(K值)各种照明灯的亮度差别关于亮度和节能比较:1W LED=3W CFL(节能灯)=15W白炽灯3W LED=8W CFL(节能灯)=25W白炽灯4W LED=11W CFL(节能灯)=40W白炽灯8W LED=15W CFL(节能灯)=75W白炽灯12W LED=20W CFL(节能灯)=100W 白炽灯各种灯光的色温表(K值)色温是衡量光线色彩的定值,表示光源光谱质量最通用的指标。
KV3300时为暖色光(偏黄橙),K>3300时为冷色光(偏青),K>6000的几乎是白光了!以下是各种灯光的色温值,方便制作不同的光源效果!以K为单位的光色度对照表暖色的白荧光灯清晰闪光灯信号冷色的白荧光灯白昼的泛光灯白焰碳弧灯M2B闪光信号灯正午的曰光高强度的太阳弧光灯夏季的直射太阳光woo到15:00的直射阳光蓝闪光信号灯白昼的荧光灯正午晴空的太阳光3500 3800 4500 4800 5000 5100 5400 5550 5800 6000 6000 6500色温:光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温。
因为在部分光源所发出的光通称为白光,故光源的色表温度或相关色温度即用以指称其光色相对白的程度,以量化光源的光色表现。
根据Max Planck的理论,将一具完全吸收与放射能力的标准黑体加热,温度逐渐升高光度亦随之改变;CIE色座标上的黑体曲线显示黑体由红棗橙红棗黄棗黄白棗白棗蓝白的过程黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度,定义为该光源的相关色温度,称色温,以绝对温度K(Kelvin,或称开氏温度)为单位(K= C +273•佝因此,黑体加热至呈现红色时温度约为527C 即800K其他温度影响光色变化。
光色愈偏蓝,色温愈高;偏红则色温愈低。
一天当中光的光色亦随时间变化;日出后40分钟光色较黄色温3000K;下午阳光雪白,上升至4800-5800K;阴天正午时分则约6500K ;日落前光色偏红,色温又降至2200K。
色温图谱

NOTE:Δ色温=实测色温-计算色温(根据相对色温线)结论:1.根据实际测试的色标可看出:不在色温线上面的色坐标点,可以通过相对色温线的方式求出该点色温.2.向下延长各个相对色温线,基本交汇在一点(X:0.33 Y:0.20).依此点坐标: 2500K相对色温线与X轴的夹角约为30度.25000K相对色温线与2500K相对色温线之间的夹角约为90度.250000K相对色温线与2000K相对色温线之间的夹角约为100度.具体见上图所示.3.根据上图白光色坐标分布图与相对色温线的关系,现在许多分光参数表是根据色温方式划分各个BIN等级(色标分布图是参照早期日亚白光色标分布图制作).这样分当然具有一定的好处。
4.工厂色标分布图所对应的的色温范围为:4000K~16000K.5.采用白光计算机(T620)测试出的色温值与根据相对色温线所计算出的色温值有一定的差别,机台测试出的色温值只能做一个参考值.根据相对色温线所计算出的色温值与机台测试的色温值之间的差别详见上表Δ色温值.相关色温8000-4000K的白光LED的发射光谱和色品质特性摘要:文章报告和分析了8000K、6400K、5000K和4000K四种色温的白光LED的发射光谱、色品质和显色性等特性,它们与工作条件密切相关。
随着正向电流IF的增加,色品坐标x和y值逐渐减小,色温增大,发生色漂移,而光通量呈亚线性增加,光效逐渐下降。
由于在白光LED中发生光转换过程,产生光吸收的辐射传递,致使白光中InGaN芯片的蓝色EL光谱的形状和发射峰发生变化。
白光LED的特性在很大程度上受InGaN蓝光LED芯片性能的制约。
人们可以实现8000-4000K四种色温白光LED,显色指数高,且制作的白光LED的色容差可以达到很小,实现优质的白光照明光源。
从上世纪90年代末到现在,白光发光二极管的出现和快速发展,引起人们极大的热情,白光LED具有低压、低功耗、高可靠,长寿命及固体化等优点。
常见光线色温表

常见光线色温表场景色温(K)万里无云的蓝天 25000—27000阴天和多云天空光 6500—7000晴天平均直射光 5400荧光灯光线 4500—6500钨丝灯光线 2500—3200标准烛光 1800—1930通常摄像机有四档滤光片:3200K、5600K、5600K+1/4ND、5600K+1/16ND 。
3200K 在白炽灯、日出、夜晚等色温为3200K的情况下使用。
5600K 在白天室外、日光灯等色温为5600K的情况下使用。
5600K+1/4ND 可以起到衰减光圈的作用,如:5600K+1/16ND 可以衰减4档光圈。
它们相当於摄影中,灯光型和日光型胶卷的作用。
# # 经验:调节滤片为白平衡的粗调。
根据拍摄现场的色温调节滤片。
有时在5600K的色温下,光圈最大、速度最慢,而通光量仍然不足(如:室内日光灯下),也可以用3200K的滤光片进行白平衡调节,这样等於加大一级光圈,使通光量增大。
在不同的色温下,用不同的滤色片可产生不同的效果,用5600K的滤光片拍摄3200K的景物,画面可以偏暖。
用3200K的滤光片拍摄5600K下的景物,画面可以偏冷。
如:缩小光圈,可在白天的光线下,可以拍摄出夜晚的效果。
滤色片与灰片组合档滤色镜选择钮滤色镜拍摄环境1 透过日出、日落或室内2 5600K+1/4ND 晴天3 5600K 阴天或雨天4 5600K+1/16ND 非常亮的环境雪地或海边个人见解:其实滤色片的调节主要是配合光圈来使用的!根据导演要求你拍摄的效果而灵活运用的!没有很死板的用法!曾经我去应聘有人问我会用某种摄像机不! 说它的滤色片和别的摄像机不一样,说灰片和滤色片是分开的!我感觉很好笑!因为我想只要是专业的摄影师都应该知道在调节滤色片与灰片的时候,光圈应该处于自动状态;正常拍摄下依照光圈调节环的刻度表示来调节滤色片和灰镜是没有任何难度的!就是说你把每一档镜片都在这个光源下试验一下,看哪个镜片能使光圈环刻度处于中间值或接近中间值的位置就OK!因为你得为下一步调节光圈做准备,光圈环处于中间值,上下都留有余地方便调节!除非导演有其他的特殊要求,比如要在白天拍处夜晚效果那就不一样了!(个人见解,错误之处请指教)色温的概念1、色温----光的颜色标志用黑白胶片拍照片,只要根据光的强弱(物体的亮度) 定准光圈进行拍摄就行了。
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2000-2500K 2500-3000K 3000-3500K 3500-4000K 4000-4500K 4500-5500K 5500-6500K 6500-7000K 7000-10000K 10000-25000K-------CIE1931相关色温8000-4000K的白光LED的发射光谱和色品质特性结论:1.根据实际测试的色标可看出:不在色温线上面的色坐标点,可以通过相对色温线的方式求出该点色温.2.向下延长各个相对色温线,基本交汇在一点(X:0.33 Y:0.20).依此点坐标: 2500K相对色温线与X轴的夹角约为30度.25000K相对色温线与2500K相对色温线之间的夹角约为90度.250000K相对色温线与2000K相对色温线之间的夹角约为100度.具体见上图所示.3.根据上图白光色坐标分布图与相对色温线的关系,现在许多分光参数表是根据色温方式划分各个BIN等级(色标分布图是参照早期日亚白光色标分布图制作).这样分当然具有一定的好处。
4.工厂色标分布图所对应的的色温范围为:4000K~16000K.5.采用白光计算机(T620)测试出的色温值与根据相对色温线所计算出的色温值有一定的差别,机台测试出的色温值只能做一个参考值.根据相对色温线所计算出的色温值与机台测试的色温值之间的差别详见上表Δ色温值.摘要:文章报告和分析了8000K、6400K、5000K和4000K四种色温的白光LED 的发射光谱、色品质和显色性等特性,它们与工作条件密切相关。
随着正向电流IF的增加,色品坐标x和y值逐渐减小,色温增大,发生色漂移,而光通量呈亚线性增加,光效逐渐下降。
由于在白光LED中发生光转换过程,产生光吸收的辐射传递,致使白光中InGaN芯片的蓝色EL光谱的形状和发射峰发生变化。
白光LED的特性在很大程度上受InGaN蓝光LED芯片性能的制约。
人们可以实现8000-4000K四种色温白光LED,显色指数高,且制作的白光LED的色容差可以达到很小,实现优质的白光照明光源。
从上世纪90年代末到现在,白光发光二极管的出现和快速发展,引起人们极大的热情,白光LED具有低压、低功耗、高可靠,长寿命及固体化等优点。
其量大的吸引力和期望是作为继白炽灯泡、荧光灯及高强度气体放电灯(HID)后的第四代照明新光源——具有庞大的照明市场和显著的节能前景的光源,是符合环保、节能要求的绿色照明光源。
因此,受到日美和欧洲各国政府和商家的重视,他们制定发展规划和目标,且大集团公司在技术和资金上进行联合和重组。
2003年6月我国政府也推出“半导体照明工程”,以期大力推动我国白光LED的发展。
尽管短短的几年来,白光LED的研发和应用取得举世瞩目的成绩,但目前还存在诸多问题,只能用于一些特殊的领域中。
我们注意到,目前普通的白光LED与用作照明光源白光LED的概念是有质的差异,并不是越“白”越好。
人们对用作照明的白光光源有着严格的要求,国际和我国早已制定标准。
照明光源有六个严格的标准色温区:6400K、5000K、4000K、3450K、2900K及2700K及其相应的色域,照明光源的色品质参数是相互关联的。
必须同时得到满中,方可称为合格的照明光源。
尽管目前作为照明光源——白光LEDs还没有国际CIE标准及中国的国家标准,但是应当参照国际CIE和中国国家标准来要求和指导白光LEDs 新照明光源的发展和应用。
迄今有关不同色温度,高显色性白光LED的色品质和光谱特性报道欠缺。
本文按照国家照明光源标准,报告和分析所研发的8000-4000K不同色温的白光LED的发射光谱、色品质及光电特性。
1、实现相关色温原理和实验从市场上可以很方便地购得多家公司提供的不同等级的InGaN蓝光LED芯片。
这些芯片样品可分为发射波长455-460nm、460-465nm及465-470nm;光强一般在40mcd以上。
蓝芯片尺寸大多为320X320um 左右。
依据发光学光转换和色度学原理,采用蓝光LED芯片和可被蓝光有效激发的荧光粉有机组合成白光LED技术实现白光。
荧光粉选择是多样性的,可以是一种黄色荧光粉或黄色和红色混合荧光粉。
调控各发光颜色强度比,实现各种色温的白光。
将含有荧光粉的优质高透过率树脂胶仔细涂覆在蓝芯片周围,用常规的封装工艺和环氧树脂封装成常规Ф5mm子弹型和半球型白光LED。
白光LED的发射光谱,色品技及其他光电特性由浙大三色仪器有限公司生产的型号为SPR-920D型光谱辐射分析仪测试记录。
该仪器配有一个0.5m的积分球及直流电源。
所有实验均在室温下进行,白光LED的发射光谱在正向电流IF=20mA下测试。
2、不同色温白光LED的光谱特性2.1 8000K的白光LED 7000-10000K白光呈现发蓝高色温的白光。
在照明光源标准中没有这个标准。
它是不能有作普通家庭照明光源的。
这种高色温发蓝的白光LED可以用于要求不严的特殊照明和指示中,有一定用途。
图1给出相关色温为8070K的半球Ф5白光LED的发射光谱。
它是由InGaN蓝光LED的电致发光光谱和稀土YAG:Ce体系黄色荧光体被蓝光激发的光致发光光谱所组成,两光谱的本质是不同的。
这样构成相关色温为8070K的发蓝的白光光谱,色品坐标x=0.2979,y=0.2939,在黑体轨迹的附近。
2.2 6400K的白光LED 图2是在正向电流IF=20mA下的色温为6450K的白光LED的发射光谱。
它是属于色温为6400K的日光色。
是目前照明光源使用的最广泛的色温之一。
其光谱所组成。
和图1光谱相比,黄成份的光谱增强,色温降低。
此时白光LED中的蓝光EL光谱和只有InGaN LED的蓝光光谱相比是有差异的,因为发生荧光体高效的吸收蓝光和光转换的辐射传递。
而这种光吸收(激发)与荧光体的激发光谱密切相关。
由于这种荧光体光转换过程致使白光LED中的蓝光光谱的能量分布、发射峰以及半高宽等性质发生变化。
所涂覆的荧光粉越多,蓝色光谱变化越严重,在低色温的白光LED中更为明显。
该白光LED的色品坐标X=0.3146,Y=0.3360,它们落在CIE标准色度图6400K标准色温的色容差图的最内圈,其色容差1.9,很满意,显色指数Ra为82,完全符合照明光源的要求。
2.3 5000K的白光LED 色温5118K的白光LED的发射光谱(如图3所示),它属于标准色温为5000K的中性白光。
光谱性质和上述相同,只是光谱中的黄成份的比例增加。
该白光LED的色品坐标X=0.3422,Y=0.3543,其色容差在5000K 标准色温的色域中为2.1,很满意,Ra=81。
完全符合照明光源的光色参数要求。
若要提高显色指数Ra,需要增加光谱中的红成份,可能牺牲光效。
此外,在IF=20mA下,白光LED的光转换倍数高达4.9倍。
这里所说的光转换倍数(B)定义是在某一正向电流IF和不同的色温下,是不同的。
2.4 4000K的白光LED 迄今有关符合照明光源标准要求的4000K白光LED光谱和色品质的报告很少。
这是因为仅用稀土YAG:Ce体系黄色荧光体难以制作合乎要求的Tc≤4000K的白光LED,显色指数低,色品质差。
为此,需要加入适量的红色荧光体,补足光谱中红成份。
图4为我们开发4019K白光LED的发射光谱,它属于标准的色温为4000K的冷白色。
光谱中黄和橙成份增加,相对光谱中蓝成份的比例进一步下降。
该白光LED的色品坐标X=0.3810,Y=0.3815,在标准4000K色温的色容差的最内圈中,其色容差为0.6,显色指数Ra=82。
色品质甚佳,完全符合照明光的严格要求。
3、白光LED的性质与IF的关系3.1 色品坐标光源的色品坐标是一个重要参数。
图5给出5000K白光LED在不同正向电流IF驱动下的色品坐标X和Y值的变化曲线。
这条曲线给绘在标准6400K色温的色容差图中,具有直观动态感。
其中纵坐标为Y值,横坐标为X值,而上横坐标为IF(mA)。
显然,随IF增加,色品坐标X和Y值逐渐偏离,到IF=70,80mA时,偏离非常严重。
3.2 相关色温由上述色品坐标X和Y值随IF的变化,指明发生色漂移,这必然在相关色温中也呈现反映。
图6表示白光LED在不同IF工作下的相关色温变化规律。
显然,随着IF增加,相关色温Tc(K)逐渐增加,由日光色变为蓝白色。
这是因为随正向电流IF的增加,白光LED的发射光谱,特别是InGaN LED蓝芯片的发射光谱发生很大变化,导致白光的发光颜色、色品质等性能改变。
3.3 白光LED的光通和光效制作的白光LED的光通(Φ)和光效(η)随施加的正向电流IF的变化曲线(如图7所示)。
光通呈亚线性增加,趋向饱和,而光效逐渐下降。
白光LED的光效下降与Taguchi等人的结果是一致的。
白光LED的光通和光效的这种变化,在不同色温的白光LED中是一致的。
对这种小功率白光LED来说,既要照顾光通量,又要考虑光效,故一般选择在IF=20mA 下工作。
早期Nakamura等人已指出,InGaN/AlGaN DH蓝光LED的光输出功率随IF增加呈亚线性增加。
我们认为,引起白光效随IF增加逐渐降低的因素是多方面的。
首先,蓝光InGaN芯片的发光效率随IF增加而逐渐降低的因素是多方面的。
首先,蓝光InGaN芯片的发光效率随IF增加而逐渐下降;第二,随着IF 增加,P-N结温快速升高,结温和环境温度上升,对半导体蓝光芯片和荧光粉的发光将产生严重的温度猝灭;第三,由于在白光LED中发生蓝光→黄光光转换过程,产生光吸收的辐射传递,不仅使白光光谱中的蓝芯片的EL的发射光谱形状和发射峰发生变化,而且蓝光效率下降在荧光体的光效下降和光衰程度似乎比InGaN蓝芯片更快。
实际上是荧光体的发光效率受蓝芯片下降的“诛连”和强烈的制约。
4、结束语综上所述,采用蓝光LED芯片和荧光体有机结合是可以成功地开发出8000-4000K不同色温段,显色指数高,色品质优良,符合照明光源CIE严格标准要求的白光LED。
制作的白光LED的色容差可以达到很小。
8000K、6400K、5000K和4000K四种色温的白光LED的发射光谱、色品坐标、显色性等光色特性与工作条件密切相关。
随着白光LED的正向电流增加,色品坐标X和Y 值逐渐减小,而相关色温逐步增大,致使色漂移;而光通量呈亚线性增加,光效却逐渐下降。
由于在白光LED中发生光转换过程,产生光吸收的辐射传递,致使白光中InGaN芯片的蓝色EL光谱的形状和发射峰发生变化。
白光LED的上述特性与InGaN蓝光LED芯片性能密切相关,在很大程度上受其制约。