实验验证LED在直视情况下的眩光问题

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：在直视情况下，LED可能会出现严重的眩光。

模拟真实情况的实验应该是严密的，为了现场测量发射光线的光谱功率分布和校准全部必需仪器，必需建立足够的光室或带LED照明系统的装备完善的测试实验室（见图7-21）。观察者一般是视力和色觉正常的年轻学生，根据实验的不同，人数在10～40之间。要完成的任务和被测物体或材料取决于指派的目标。

7.5.3.1 色彩的辨别

考虑到CRI精确地表述了暴露在自然光下物体的逼真度，巴黎自然历史博物馆（MNHN）的Viénot研究团队曾尝试完善品质的评价方法并致力于辨色的精确度，另外还试图减少颜色的视在失真[MAH 09]。视觉的功能非常复杂，观察者对光品质的评价胜过对逼真度的总体评价。

实际中，作者制作了一间光室，里面安装了不同LED的组合：RGB、RGBA（红光、绿光、蓝光、黄光）组合、用几粒红光LED校正的白光LED以及包括许多白光和彩光LED的大规模组合。参考光源是带分色反射镜的钨灯，发射出色温为4000K的光，接近黑体辐射和直射阳光。

让40位观察者对颜色非常接近的彩色样品分类，这些样品共同构成了一个色环（见图7-22）。测试的难度是有意增加的，所以观察者在分类时会犯一些错误。如果观察者频繁在分类某一个光源时犯错，那么就假设问题出在光源上。结果表明在RGB或RGBA光源下犯错误的次数是在其他LED组合或在参考光下的2倍[VIE 07，SZA07]。大部分错误发生在微红色和微绿色色调附近。

7.5.3.2 色貌

观察者以独特的方式注意到在出错次数多的RGB和RGBA光源下，样品的颜色看起来比在参考光源下要亮。作者随后设置了第2个实验[VIE 07，VIE08]，让20位观察者仍对构成一个色环的彩色样品色彩进行评估，并将色彩分成0～10级。结果表明在RGB和RGBA光源下，微红色和微蓝绿色样品在视在色度上的正确率较高。

图7-21 将彩色物体置于光室并暴露于LED光线下的实验操作

图7-22 色彩辨别测试[VIE 07]（见彩页）

7.5.3.3 颜色爱好

在法国国家国立公共工程学校（ENTPE）的LASH，Fontoynont和Boissard的研究团队比较了LED、荧光灯管和白炽灯照明系统。让观察者用白光、红光、蓝绿光和黄光LED复现对荧光和白炽光的感觉。光室内安装有色靶（Color Tar-get）和色彩的复制画。观察者必须调节各种LED的发光强度，推荐的方法是首先调节暖白光或冷白光LED。作者得出两个结论。首先，基于彩色表面的色貌，观察者在LED调节实验中获得成功。其次，四分之三的观察者喜欢LED照明不喜欢白炽光，且几乎一半观察者喜欢LED照明而不喜欢荧光。实验结果表明LED被广泛接受和喜爱，而常规的CRI计算结果并未能揭示这一点[BOI 07]。

7.5.3.4 色彩调和

在匈牙利的Pannonia大学，Schanda和Bodrogi研究团队对LED显色性的方方面面进行了评估。暖白光LED的显色性（CRI=98、85或72）以及RGB组合的显色性（CRI=38）与荧光灯（CRI=85）和碘钨灯的显色性进行了比较，比较直接在色表上进行。CIECAM02色貌模型正确地预测了结果[SAN 04]。在分类工作中，根据色彩的轻微差异排列样品；CRI最高的白光LED结果最佳，而RGB组合最差。色彩调和的评估依赖于学术组织的评判：色彩对或三元组色彩取自蒙赛尔色卡。最令人欣赏的光源是白光LED，最不受欢迎的是RGB LED组合。最后，普通物体在白光LED下的色貌也比在RGB组合光源下的色貌更加令人偏爱[SZA 07]。

视觉的一个重要属性是色彩一致性，这来自于视觉系统所具有的忽视光谱变化的能力，这种能力大大地改变了光谱，从而也改变了场景中物体显示出的颜色，视觉系统认为这种颜色属于自身。颜色稳定性保证视觉系统能够正确辨认出场景中的物体。色彩通常分为11类：红、绿、黄、蓝、橙、粉、紫、棕、白、黑、灰。对292个彩色样品进行色彩分类，样品暴露于CRI较高（T_cp，R_a=6420K，96）的荧光和4个色温与CRI均不相同（T_cp，R_a=7500K，84；5100K，79；4000K，80；2800K，75）的白光LED照明系统中，结果表明这些LED的显色性令人满意，因为在它们的照射下，彩色样品的分类是正确的[YAG 04]。颜色分类的合理重叠改进了对显色性的描述。

7.5.3.5 舒适度

除了显色性，光源制造商还要考虑与舒适度有关的几个要点。在直视情况下，LED可能会出现严重的眩光（见7.2.2.3节）。器件的间隔[TAK 07]和照明系统反射器能够解决这个问题。

实际中，光源制造商只给定光源的灯色和CRI。然而，人类的敏感度还受昼夜规律、日落时的光谱灵敏度、材料红外辐射和自然荧光的影响。当考虑到这些自然平衡时，完全令人满意的光源是不可能存在的。

实验验证LED在直视情况下的眩光问题

相关推荐