Strona główna > Aktualności > Treści

Odbicie światła i temperatura barwowa

Apr 05, 2017

Widzenie światła i temperatura barwowa

Wiele czynników wpływa na jakość światła LED. Temperatura barwowa, kolor i jakość koloru wpływają zarówno na działanie światła jak i na jego postrzeganie.

Chociaż właściwości technologiczne źródeł światła LED i tradycyjnych źródeł światła nie są bezpośrednio porównywalne, wymagania użytkowników, jak powinny zachowywać się światło z dobrej oprawy, pozostają niezmienione.

Temperatura barwowa

Fagerhult_led_fargtemperatur

Temperatura barwowa źródła światła jest podana w Kelvinie (K). Pierwotnie Kelvin był miarą koloru rozgrzanego (a więc świecącego) czarnego ciała. W przypadku lamp z żarnikiem środek ten jest łatwy do zastosowania, ponieważ temperatura barwowa w Kelvin jest taka sama jak rzeczywistej temperatury włókna ciągłego. W przypadku źródeł światła bez włókna - takich jak lampy fluorescencyjne, lampy wyładowcze i diody - musimy obliczyć skorelowaną temperaturę barw (CCT) w Kelvinie.

Temperatura barw może się różnić w zależności od producenta, nawet jeśli zgłaszają ten sam pomiar. Ponadto temperatura barwowa diody LED może ulec zmianie w czasie, co oznacza, że wartość po kilku tysiącach godzin użytkowania nie będzie taka sama jak w przypadku nowego produktu.

Kiedy wytwarzane są diody LED, ich temperatura barwowa i strumień świetlny są bardzo zróżnicowane, co pozwala na wybór spośród ograniczonego asortymentu. Producenci sortują swoje produkty w "pojemnikach" według ich wyników. Im mniej pojemników wybranych jest diody LED, tym bardziej stabilna jest jakość produktu. Im bliżej wyboru, tym większy jest spadek podaży i wzrost kosztów, dlatego też producenci opraw oświetleniowych zazwyczaj akceptują diody z pobliskich pojemników.

Na tej ilustracji przedstawiono sposób obliczania korelowanej temperatury barwowej: krzywa wypełnienia pokazuje temperaturę barwową w rzeczywistych stopniach Kelvina. Chromatość źródła światła jest mierzona na jednej z linii izotermicznych, a skorelowana temperatura barwowa jest punktem, w którym linia przecina krzywą.

Chromatyczność

Chromatografia produktu LED - czyli stopień odchylenia jego temperatury barwowej - jest zdefiniowana w elipsach typu MacAdam w standardowym odchyleniu dopasowania kolorów (SDCM) zgodnie z normą CIE 1964. System MacAdam pochodzi ze Stanów Zjednoczonych i zapewnia jakość kolorów w skali od 0 do 10.

Między 1 a 3 trudno jest dostrzec różnice w kolorze, ale dalej w skali może mieć oczywiste i ujemne różnice. Problemy są największe przy oświetlaniu białej powierzchni lub umieszczeniu paska LED blisko ścianki białej. Wymagania dla większości innych środowisk wewnętrznych to zazwyczaj około MacAdam 3-5 SDCM. Dla porównania lampa fluorescencyjna T5 od głównych producentów dotyczy MacAdam 4. W przypadku zastosowań zewnętrznych, ocena MacAdam 7 SDCM jest w pełni zgodna.

Fagerhult_led_macadam MacAdam 1-3 SDCM

W środowiskach o wysokich wymaganiach dotyczących równej jakości kolorów, takich jak oświetlenie białych ścian.

Fagerhult_led_inomhusmiljoer MacAdam 3-5 SDCM

Odpowiednie do większości zastosowań wewnątrz pomieszczeń.

Fagerhult_led_utomhus MacAdam 5-7 SDCM

Głównie do zastosowań zewnętrznych.

Jakość kolorów

Jedną z najważniejszych kwestii jest to, w jaki sposób jakość koloru produktu zmienia się przez cały jego okres eksploatacji. Niektóre diody LED mogą utrzymywać bardzo wysoką jakość kolorów przez pierwsze tysiące godzin, ale szybko pogarszają się. Konstrukcja oprawy jest kolejnym czynnikiem krytycznym, w przypadku gdy niewystarczające chłodzenie lub LED jest zbyt trudne, mogą mieć negatywny wpływ.

Jak utworzyć białe światło z niebieskiej diody, lub w przypadku po prawej, z klastra diody. Na jednej pojedynczej diodzie LED fosfor jest zakryty diodą; W module, fosfor jest umieszczony na płycie, która pokrywa wszystkie diody w module.

Fagerhult_led_vitt_ljus

Odmiany białego światła

Białe diody są w szerokim zakresie temperatur barwowych, od ciepłych od białych do bardzo zimnych (2700-8000 K). Zwykle białe światło jest tworzone przez nałożenie powłoki opartej na fosforie na niebieską diodę, bezpośrednio na diodzie lub na osobnej płycie nad nim. Powłoka ta przekształca niektóre z niebieskiego światła na białe światło o różnych temperaturach barw - proces, który przypomina, jak działa standardowa lampa fluorescencyjna. Jakość światła jest określona zarówno przez specyfikację niebieskiej diody LED, jak i dokładnie, jak fosfor jest dopasowany do wybranej diody.

Ponieważ niebieska dioda LED jest podstawą białego światła, wydajność jest wyższa w przypadku niskich temperatur barw. Aby uzyskać cieplejszą temperaturę barw, fosfor musi przekształcić większą część oryginalnego niebieskiego światła.

Wykonanie koloru

Realizacja kolorów w diodach nie jest dokładnie taka sama jak w tradycyjnych źródłach światła, ale nadal jest opisana jako Ra / CRI. Skala Ra mieści się w przedziale od 1 do 100 i zmierzy pojemność źródła światła w celu renderowania kolorów. W zależności od wyboru LED, stopień oddawania barw (Ra) zazwyczaj zmienia się od 60 do 95. Wysoka Ra często wytwarza nieco niższą luminancję.

Zwykle wykonanie koloru odbywa się przy użyciu metody CIE w skali ośmiu kolorów (patrz ilustracja). Indeks renderowania kolorów (CRI) podawany jest jako średnia wartość (Ra), dzięki czemu możliwe jest, aby źródło światła było dobre do renderowania siedmiu kolorów, ale nie do końca ósmego. Skala dodatkowa nazywa się CRI 1-14, która zawiera sześć dodatkowych kolorów. Jak pokazano na ilustracji, ta dioda LED nie może sprawić, że jasny kolor czerwony, numer dziewięć, w optymalny sposób. W konsekwencji średnia wartość CRI 1-14 jest niższa niż średnia dla CRI 1-8. Niezależnie od średniej wartości możemy zauważyć, że dioda LED nie zapewnia idealnego renderowania czerwonej skali.

Przetwarzanie kolorów może różnić się między diodami LED różnych producentów, ale jest związane z rozkładem widmowym LED. Dlatego też analiza rozkładu widma może dostarczyć nam więcej informacji na temat zdolności LED do odtworzenia kolorów. Warto również zauważyć, że zmiana koloru może się różnić między nową LED a tą, która była używana przez kilka tysięcy godzin.

Fagerhult_led_fargatergivningsindex

Komfort wizualny

Wielkim wyzwaniem z diodami LED jest zachowanie olśnienia w rozsądnych granicach. Nie jest rzeczą niezwykłą, że diody i moduły LED mają luminancję (intensywność światła) powyżej 300 000 cd / m². Natomiast standardowa lampa fluorescencyjna T5 ma luminancję wynoszącą 17 000 cd / m².

Oprawa przeznaczona do pracy w środowisku jest starannym wyważeniem pomiędzy komfortem a ekonomią. Z finansowego punktu widzenia stworzenie nagiego modułu LED z modułem chłodzącym i zewnętrznym sterownikiem zapewniłoby najwyższy współczynnik lumenów i współczynników mocy. To rozwiązanie byłoby jednak całkowicie niepraktyczne. Im większa sprawność, tym większy jest odblask, co należy rozważyć zarówno w rozwoju, jak i doborze opraw.

W środowiskach komercyjnych światło z modułu LED lub LED musi być sterowane przez odbłyśniki, soczewki lub inną formę materiału rozpraszającego. Soczewki są zazwyczaj bezpośrednio związane z różnymi producentami i typem diody LED. Wybór materiału reflektora lub soczewki ma decydujące znaczenie dla utrzymania efektywności oprawy, przy zachowaniu wystarczająco niskiej luminancji.