如何选取LED色温,最适合人眼舒适度
LED的寿命和质量是LED重要的参数,但是LED照明的舒适度也很重要,这就涉及到色温。本文简要概述了LED色温的定义,并分析了LED色温的选取原则。小编就在这里为大家进行了归纳总结。
在照明领域中,是以黑体为基础来定义色温的。光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时,此时黑体的温度就称此光源的色温。低色温光源的特征是能量分布中,红辐射相对说要多些,通常称为“暖光”;色温提高后,能量分布中,蓝辐射的比例增加,通常称为“冷光”。一些常用光源的色温为:标准烛光为1930K(开尔文温度单位);钨丝灯为2760-2900K;荧光灯为3000K;闪光灯为3800K;中午阳光为5400K;电子闪光灯为6000K;蓝天为12000-18000K。
那么色温究竟是什么?这就需要一点点摄影知识作为辅助,摄影家经常提到“色温”的概念。我们知道,通常人眼所见到的光线,是由7种色光的光谱所组成。但其中有些光线偏蓝,有些则偏红,色温就是专门用来量度和计算光线的颜色成分的方法,是19世纪末由英国物理学家洛德·开尔文所创立的,他制定出了一整套色温计算法,而其具体确定的标准是基于以一黑体辐射器所发出来的波长。
根据这套理论,假设落在纯黑物体上的热能都被其吸收并且不产生损失,同时又能够将热量生成的能量全部以“光”的形式释放出来的话,它产生辐射最大强度的波长随温度变化而变化。例如,当黑体受到的热力相当于500—550摄氏度时,就会变成暗红色(某红色波长的辐射强度最大),达到1050一1150摄氏度时,就变成黄色。
黑体所感受到的温度与光源中包含的颜色是对应的,色温的表示符号通常用开尔文温度(K)来表示,而不是用摄氏温度单位。打铁过程中,黑色的铁在炉温中逐渐变成红色,这便是黑体理论的最好例子。通常我们所用灯泡内的钨丝就相当于这个黑体。色温计算法就是根据以上原理,用K来对应表示物体在特定温度辐射时最大波长的颜色。
根据这一原理,任何光线的色温是相当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温度”。颜色实际上是一种心理物理上的作用,所有颜色印象的产生,是由于时断时续的光谱在眼睛上的反应,所以色温只是用来表示颜色的视觉印象。
如何选择合适的色温:
色温是人眼对发光体或白色反光体的感觉,这是物理学。身理学与心理学的综合复杂因素的一种感觉,也是因人而异的。色温在电视(发光体)或摄影(反光体)上是可以用人为的方式来改变的,例如在摄影上我们用3200K的白炽热灯(3200K),但我们在镜头上加上红色滤光镜滤通过一点红光线使照片看起来色温低一点;相同的道理,我们也可以在电视上减少一点红色(但减太多多少也会影响到正常红色的表现)让画面看起来色温高一点。
在色温上的喜好是因人而定的,这跟我们日常看到景物景色有关,例如在接近赤道的人,日常看到的平均色温是在11000K(8000K黄昏~17000K中午),所以比较喜欢高色温(看起来比较真实),相反的,在纬度较高的地区(平均色温约6000K)的人就比较喜欢低色温的(5600K或6500K),也就是说如果您用一台高色温的电视去表现北极的风景,看起来就感觉偏青;相反的若您用低色温的电视去看亚热带的风情,您会感觉有点偏红,电视或者显示屏的色温是如何界定的呢?
因为在中国的景色一年四季平均色温约在8000K~9500K之间,所以电视台在节目的制作都以观众的色温为9300K去摄影的。但是欧美因为平时的色温和我们有差异,以一年四季的平均色温约6000K为制作的参考的,所以我们再看那些外来的片子时,就会发现5600K~6500K最适合观看。当然这种差异使我们也会因此觉得猛的看到欧美的电脑或者电视的屏幕时感觉色温偏红、偏暖,有些不大适应。
就是色温黑眼睛的人看9300K是白色,但是蓝眼睛的人看了就是偏蓝,6500K蓝眼睛的人看了是白色,咱们中国人看了就是偏黄。
LED在照明领域面临的问题
(1)首先是发光效率问题。提高LED的发光效率最主要的方法是改进半导体发光材料与LED芯片的结构和制造工艺。由于这部分工作需要强大的理论研究基础和先进的半导体工艺设备,因此要实现200流明/瓦的目标路途依然比较艰难。
(2)高功率问题。作为照明,单个LED输出的光通量必须足够大,欲加大LED的光通量,首先必须注入足够的电功率。但LED芯片的温升不能过高,否则各项性能特别是使用寿命会受到很大的影响。显然,设计较大输入功率的LED器件和灯具,除需用面积较大的芯片外,还必须有良好的散热结构。现在国外一些著名公司已设计研制了一些特殊的LED器件结构,并已获得了较好的效果。
一般来说,照明设备由多个LED管组成,这一情况下就会出现参数离散型的问题。除了通过预选、分类,尽量保证一致性以外,还必须设计合理的灯具结构(包括LED的排列和位置布局)和研究合适的驱动电路,防止偶尔产生的能量集中而烧毁部分LED。
在一些需要集中照明的场合,通常会对LED进行串联并联等设计。而在使用过程中只要有一个LED短路或开路,都将会导致整小片或整条LED熄灭,影响照明效果。为此,必须研究简单而廉价的保护电路,使这种不良影响降至最低限度。
本篇文章对LED色温进行了较为全面的讲解,并着重对如何选择适合的色温进行了介绍,希望大家在阅读过本篇文章之后能够有所收获。