1 之江实验室，浙江 杭州 311121
2 中国科学院上海光学精密机械研究所，上海 201800
3 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
采用真空高温固相反应烧结技术制备了Ce∶Y3Al5O12（掺杂原子数分数为0.2%）与Al2O3复合相荧光陶瓷（简称Ce∶YAG-Al2O3），采用蓝光发光二极管（LED）芯片，以透射模式激发，系统研究了退火处理对荧光陶瓷发光性能的影响以及不同厚度与不同表面粗糙度的荧光陶瓷的发光性能的变化规律。结果表明，退火处理可明显改善荧光陶瓷的发光性能，且在相同激发条件下，随着荧光陶瓷厚度的增加，透射蓝光与荧光陶瓷所发出的黄绿荧光的强度比下降，色温降低，发光效率升高。陶瓷表面粗糙度的增加可明显提高荧光陶瓷的发光效率。对于同一荧光陶瓷样品，蓝光入射面的粗糙度小，光出射面的粗糙度大，有利于降低荧光陶瓷的色温，提高其发光效率。
1 大连工业大学 光子学研究所, 辽宁 大连 116034
2 贵州致富光谷投资管理有限光创服务中心, 贵州 毕节 551700
随着数字化展示技术的不断发展，展陈方式也发生了改变。佩伯尔幻象的展陈空间的光环境在保证效果的同时，还具有较好的视觉舒适性。为探寻光环境对佩伯尔幻象展示效果的影响，搭建了虚拟成像展示空间，研究了影响成像效果的因素与趋势。研究设定12组不同照度和色温组合的LED光照参数，选取25名观察者进行心理物理学实验，以分析不同光环境对佩伯尔幻象展陈效果的影响。通过实验可知：色温对幻象中的色彩真实度、细节表现力、立体感表现力评价影响较低；照度对色彩真实度评价未产生显著影响，对它的细节表现力、立体感表现力具有显著性影响，在色温为3500 K，照度为10 lx的光环境下，展示效果中的细节表现力、立体感表现力相对较高，在色温为2500 K、照度为10 lx时视觉舒适度较好。
佩伯尔幻象 照度 色温 心理物理实验 Pepper’s ghost images illuminance color temperature psychophysical experiment
1 福州大学 物理与信息工程学院, 福州 350116
2 中国福建光电信息科学与技术创新实验室, 福州 350116
3 福州大学 先进制造学院, 福建 泉州 362200
为了解决常见自动白平衡(Auto White Balance, AWB)方法的场景适应能力不足且实时性较差等问题, 提出了一种基于颜色通道直方图重构的自适应AWB方法, 并使用现场可编程门阵列(FPGA)对所提出的算法进行硬件电路实现, 在校正图像白平衡的同时也确保了系统高速实时处理图像。首先对图像进行限制对比度自适应直方图均衡化(CLAHE)处理来提高图像对比度, 然后对图像进行灰度级区间的通道分区统计, 对不同场景类别的图像采用颜色直方图匹配或平移的重构方式做自适应处理。实验结果表明, 该算法在处理图像白平衡时, 相比基于光源估计的AWB算法, 色温校正准确率提高了14%, 对不同色彩场景有更好的适应性, 具有实时处理能力。
自动白平衡 颜色直方图 色温校正 实时处理 automatic white balance color histogram FPGA FPGA color temperature correction real-time processing
1 福州大学 物理与信息工程学院, 福建 福州350116
2 中国福建光电信息科学与技术创新实验室, 福建 福州350116
采用红色、绿色混合量子点作为发光层, 制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/TFB/Mixed-QDs/ZnO/Ag的颜色可调量子点发光二极管(QLED)器件, 研究了QLED器件的电致发光光谱。实验结果表明, 混合QLED器件具有明显的颜色可调特性。随着外加电压增大, 混合QLED器件呈现出从暗红色到橙黄色再到耀眼的黄绿色的颜色变化。其开启电压为2.0 V, 最大亮度可达到6×104 cd/m2; 且器件在31 934 cd/m2亮度下实现了21 cd/A的最大电流效率和7.5%的最大外量子效率。作为应用展示, 本文将颜色可调的混合QLED器件与氮化镓基蓝光LED相结合制备了白光LED, 相关色温可从3 568 K(暖白光) 调至10 269 K(冷白光), 且显色指数不低于70, 在照明应用中具有广阔的应用前景。
量子点发光二极管 颜色可调 白光应用 相关色温 quantum-dot light emitting diode color tunable white-light application correlated color temperature
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心，吉林 长春 130022
3 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，吉林 长春 130022
针对目前大气透射仪校准领域无法溯源到世界气象组织对能见度定义的难题，以及如何实现满足国际民航组织(ICAO)观测要求的2700 K色温光谱模拟问题，本文提出了一种基于数字微镜的大气透射仪校准光源的光谱模拟方法。首先分析了光谱模拟单元的偏态性质，选用Bigaussian、Asym2Sig和ECS三种函数分别作为正偏态、正态以及负偏态分布光谱模拟单元的拟合函数；然后采用Gaussian函数以及Bigaussian、ECS、Asym2Sig三种函数组合进行光谱模拟对比实验，两者的光谱模拟误差分别为33.4%和25.2%，这表明三种函数组合代替Gaussian函数进行光谱模拟具有可行性；之后分析了影响光谱模拟误差的主要因素，提出了一种基于最大模拟误差的光谱修正方法，并在410～460 nm局部波段验证了光谱修正方法的正确性，最终实现了380～780 nm波段范围内2700 K色温光谱模拟误差为6.2%，较修正前整体光谱调制能力提高了4.06倍。
光谱学 大气透射仪 大气能见度 光谱模拟 黑体色温 校准方法 中国激光
2022, 49(11): 1111001
1 大连工业大学信息科学与工程学院, 辽宁 大连 116034
2 大连工业大学轻工与化学工程学院, 辽宁 大连 116034
LED光源具有高显色性、 高发光效率、 寿命长、 节能环保等优秀的性能, 目前很多服装店已经采用LED进行照明。 但服装店在选择照明方式上出现很多问题, 比如灯光不能再现服装的真实原貌, 消费者的氛围感知不强, 消费者购买欲望差。 以可调LED光源为基础, 针对服装店室内照明场合, 分别采用普通照明方式、 重点照明方式、 局部照明方式和混合照明方式, 设计了四种不同物理参量的光环境, 借助心理物理实验的语意差别量表法, 使用了36组词对组成了主观评价问卷调查表, 采用22名观察者模拟消费者(11名男性和11名女性), 对相应的四种照明环境的五种颜色服装(黑色、 蓝色的男装以及白色、 红色和黄色的女装)进行喜好度、 吸引度、 舒适度和色彩真实度的主观评价。 运用差异系数检验了主观评价数据的稳定性与准确性, 确定了数据真实有效。 采用主成分分析方法, 评估了相应的照明方式效果, 得到了评价服装店照明环境氛围的基本维度为活泼性(liveness)、 舒适度(coziness)和商业性(commercial), 通过单因素方差分析方法进一步判断得到活泼性为服装店最重要的基本维度。 另外, 分析了在四种LED照明光环境下, 服装颜色对观察者颜色感知的影响。 研究结果表明: 在服装店中, 普通照明方式由于与传统光源的照明效果相似, 消费者的各项评价指标普遍较低, 因此普通照明方式不应在服装店中单独使用; 对于黑色、 蓝色的男装和红色的女装, 混合照明方式比其他照明方式更适合, 产生的照明效果更能吸引消费者的注意; 对于黄色的女装, 采用局部照明方式的效果更受消费者喜爱, 但是消费者对照明环境采用局部照明方式下的蓝色男装的评价指标很低, 所以对于服装店的蓝色服装应该避开使用局部照明方式; 对于白色的女装, 利用重点照明方式, 更能吸引消费者的注意。
LED光环境 服装颜色 因子分析 照明方式 色温 心理物理实验 LED lighting environment Clothing color Factor analysis Lighting method Color temperature psychophysical experiment
1 大连工业大学信息科学与工程学院, 辽宁 大连 116034
2 北京印刷学院印刷与包装工程学院, 北京 102600
珠宝是高端消费奢侈品, 购物时的品质和美好的视觉体验影响消费者的购买行为, 决定着品牌价值的提升。 随着LED光源的迅速普及与应用, 在珠宝店的氛围营造上, 照明因素(色温、 照度和显色指数等)的作用越来越显著, 本文针对珠宝店中四种色温条件下的氛围评价指标进行研究。 采用可调色温的LED光源, 模拟珠宝店展示台的照明环境, 运用可靠性分析验证了主观评价数据的稳定性, 采用了主成分分析、 最大方差旋转法、 单因素分析和相关性分析等方法, 研究了不同色温下珠宝店的氛围指标以及色温对消费者心理感知的影响。 在珠宝店中, 总共提取了四个基本感知维度, 分别是融入感(sense of integration)、 活泼性(liveliness)、 美观度(aesthetics)和均匀性(uniformity)。 色温3 000 K时的融入感最高, 但此时的活泼性很低, 整体氛围比较压抑。 色温4 000 K时, 四个基本维度的均值普遍较高。 色温5 000 K时, 融入感最低。 色温6 000 K时, 融入感比较低, 而活泼性, 美观度和均匀性都保持较高的均值。 色温对基本感知维度的因子1(融入感)和因子2(活泼性)影响显著。 色温为4 000 K时, 融入感和活泼性的表现更好, 而美观度和均匀性受色温的影响不显著, 珠宝店对空间内色温选择时, 优先考虑4 000 K的色温。 珠宝店的四个基本感知维度与主观评价量词凉爽的-温暖的之间均存在相关性, 表明当色温变化时, 观察者会从视觉上感受到环境氛围的冷暖程度变化。 融入感与凉爽的-温暖的量词相关性最强, 随着色温降低, 珠宝店的融入感逐渐增强。 本文只改变照明参数中的色温, 但观察者在均匀度与明亮度的评价上却受到了影响。 说明在色温改变时, 观察者对灯光明亮度和均匀性的视觉感受也会受到影响。
温 氛围指标 心理感知 珠宝店 LED光源 Color temperature Atmospheric index Psychological perception Jewelry store LED light source
1 辽宁科技大学电子与信息工程学院, 辽宁 鞍山 114051
2 辽宁科技大学计算机与软件工程学院, 辽宁 鞍山 114051
由于光源的相关色温与色偏差计算一直是备受研究者们关注的问题,故提出了一种基于三角形法、抛物线法和三次多项式法的高效混合光源相关色温与色偏差计算方法。在色温为2000~20000 K, 1 K步长的18001条等温线上,并在色偏差范围为-0.03~0.03内以0.015间隔选取90005个测试样本,测试并比较了所提方法、Ohno方法与Robertson方法的精确度。测试结果表明,所提方法的性能优于Ohno方法与Robertson方法,且其色温和色偏差的最大绝对误差分别为0.3858 K和3.33×10 -6,故所提方法可被直接用于LED光谱优化与设计中。
颜色 相关色温 色偏差 查找表 三次多项式法 三角形法 抛物线法
1 江南大学 理学院, 江苏 无锡 214122
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心, 江苏 无锡 214122
为了得到不同光源色温的辐射谱, 提出了基于颜色玻璃和镀膜相结合的方法进行色温变换。以3 000 K色温的卤素灯作为标准光源, 将其变换成4 800 K标准黑体辐射色温, 根据目标色温透辐射光谱, 选定QB11作为基底, 为了进一步修正辐射谱线, 选择在QB11基底上镀制光学薄膜。使用Essential Macleod薄膜设计软件设计了以TiO2和SiO2组合的5层膜系, 并进行了优化, 最终得到膜层厚度为353 nm。实验结果表明, 通过颜色玻璃和光学薄膜相结合的方法可有效将标准卤素灯的3 000 K色温变换成标准黑体辐射4 800 K色温, 光谱偏离度质量指数为3.67%。最终的光谱偏离质量指数表明, 通过上述方法进行色温变换效果良好。
色温 颜色玻璃 光学薄膜 滤光片 color temperature colored glass optics film filter
