Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Индекс цветопередачи

Что такое хорошее значение CRI R9?

Хотя максимально возможное значение R9 также равно 100, в отличие от средних значений CRI, R9 следует оценивать немного по-другому. С математической точки зрения, R9 гораздо сложнее получить высокий балл по сравнению с другими значениями R, которые составляют вычисления CRI, и гораздо более чувствителен к спектральным изменениям. Следовательно, оценка R9, равная 50 или выше, будет считаться «хорошей», тогда как оценка R9, равная 90 или более, будет считаться «отличной». Поэтому вы обнаружите, что большинство осветительных продуктов, доступных на рынке, редко указывают значение R9, и когда они это делают, они редко гарантируют что-либо выше 50. Даже в Waveform Lighting мы указываем R9> 80 или R9> 90, и не может гарантировать что-либо выше, чем R9> 95 из-за этой чувствительности.

Это связано с тем, что CRI использует цветовое пространство CIE 1960 uv, которое искажено таким образом, что преувеличивает цветовые различия в красной области диаграммы цветности. Поскольку CRI является вычислением, которое количественно определяет различия в цвете между источником света и эталонным источником, большая вычисленная разница в цвете приведет к большему уменьшению показателя R.

Шкала цветовой температуры

Сегодняшний отечественный рынок предлагает огромный ассортимент источников света на светодиодных кристаллах. Все они работают в различных температурных диапазонах.

Обычно их выбирают в зависимости от места предполагаемой установки, ведь каждая такая лампа создает свой, индивидуальный облик. Одно и то же помещение можно существенно преобразить, изменив в нем лишь цвет освещения.

Для оптимального применения каждого светодиодного источника света следует заранее определиться, какой цвет вам наиболее удобен. Понятие цветовой температуры не связано конкретно со светодиодными лампами, его нельзя привязать и к определенному источнику, оно зависит лишь от спектрального состава выбранного излучения.

Цветовая температура всегда была у каждого светового прибора, просто при выпуске стандартных ламп накаливания их свечение было только «теплым» желтым (спектр излучения был стандартным).

С появлением люминесцентных и галогеновых источников освещения вошел в обиход белый «холодный» свет. Светодиодные лампы характеризуются еще более широкой цветовой гаммой, за счет чего самостоятельный выбор оптимального освещения усложнился, а все его оттенки стали обуславливаться материалом, из которого выполнялся полупроводник.

Индекс цветопередачи светодиодных ламп

Индекс цветопередачи характеризует возможность воспринимать градации цвета. Когда температура света светодиодных ламп ниже 3200 К цветовое восприятие существенно уменьшается. Попробуйте при свете свечи вытащить из коробки цветных карандашей зелёный или коричневый цвет. Поверьте, задача окажется не из лёгких.

Индекс цветопередачи очень чётко регламентируется для автомобильных светодиодных ламп, ведь при плохой цветопередаче может возникнуть ситуация, когда водитель не сможет различить полотно дороги и обочину.

Свет может изменять яркость и насыщенность цветов в помещении. Такое явление называют метамеризмом.

Каждая лампа обладает определенной цветопередачей, которая на упаковке обозначается индексом Ra (или CRl). Данный параметр источника определяется его способностью максимально точно передавать цвета освещаемого объекта.

Лучшего результата вы добьетесь, используя лампы с индексом цветопередачи от 80 Ra и выше. Это позволит всем цветам интерьера выглядеть наиболее естественно.

ХарактеристикаКоэффициентПримеры ламп
Эталон99–100Лампы накаливания, галогенные лампы
Очень хорошаяБолее 90Люминесцентные лампы с пятикомпонентным люминофором, Лампы МГЛ (металогалогенные), современные светодиодные лампы
Очень хорошая80–89Люминесцентные лампы с трехкомпонентным люминофором, светодиодные лампы
Хорошая70–79Люминесцентные лампы ЛБЦ, ЛДЦ, светодиодные лампы
Хорошая60–69Люминесцентные лампы ЛД, ЛБ, светодиодные лампы
Посредственная40–59Лампы ДРЛ (ртутные), НЛВД с улучшенной цветопередачей
ПлохаяМенее 39Лампы ДНат (натриевые)

Различные типы ламп, обладая одинаковой цветовой температурой, могут передавать цвета по-разному. Индекс цветопередачи определяет степень отклонения цвета предметов интерьера от его настоящего при освещении той или иной лампой.

Конструктивное исполнение: цоколь и колба

Конструктивно светодиодная лампа состоит из:

  • печатной платы с драйвером преобразования переменного электротока в постоянный;
  • источника светового потока – одного или нескольких светодиодов;
  • колбы рассеивателя, предназначенного для равномерного светорассеивания;
  • цоколя и корпуса.

Плюс к этому внутри имеется небольшой радиатор, который рассеивает образующуюся при свечении светодиодного кристалла тепловую энергию. Ее хоть и образуется немного, но она все же есть.

Из всех этих элементов интерес у покупателя LED-лампы может вызвать разве что форма колбы и тип цоколя. Остальные детали даже не описываются в маркировке и техпаспорте подобных лампочек.

Светодиодные лампы сейчас выпускаются со всеми типами цоколей (резьбовыми, штырьковыми, софитными и т.д.) – это специально сделано для более широкого их распространения и легкой замены старых аналогов (+)

Чаще всего в домашних условиях LED-лампы применяются со стандартными резьбовыми цоколями.

У них в обозначении стоит буква «Е» и цифра, указывающая на размер диаметра. Типовой вариант – цоколь E27, аналогичный обычной бытовой лампе с нитью накала на 60, 80 или 100 Вт.

В домах также можно встретить лампочки с цоколем-миньоном Е14 («свечки» для бра).

Колба по форме у светодиодной лампы может быть любой от классической грушевидной до витой и трубчатой – для каждого проекта освещения найдется свой наиболее подходящий вариант

Модели со штырьковым цоколем G или GU предназначены для замены галогенных аналогов. А GX – это небольшие плоские лампы для встраиваемой подсветки. Их монтируют в стенки мебели и потолки.

Исполнения корпуса также различается по степени защиты IP. В сухих комнатах без особой пыли (например, коридорах и спальнях квартир) вполне хватит IP20 либо IP21. Для установки на кухнях, в санузлах или гаражах лампу стоит подбирать с IP56 и выше. А для улицы подойдут только модели минимум с IP65.

Светодиодные лампы и их ресурс

Ресурс светодиодных ламп естественно зависит от качества изготовления. Чем более качественно изготовлена лампа, тем выше будет её цена.

1.) На лампах низкого качества обычно указывают срок работы от 35000 часов и выше. А также дают гарантию 1 год. Один год круглосуточной работы лампы – это примерно 9000 часов. При временной работе в вечернее время лампа за год отработает около трех, четырех тысяч часов. Указывается полный срок работы. От начала эксплуатации до полного выхода из строя. Без учета потери рабочих характеристик.

2.) На лампах среднего ценового диапазона производители обычно указывают более скромные сроки работы лампы. Гарантию дают 2 года.

3.) Светодиодные лампы хорошего качества имеют наиболее реальные обозначения срока службы. И маркируются с учетом коэффициента сохранения светового потока, обозначаемого L70 или LM70. При работе лампы светодиоды постепенно деградируют и со временем освещенность и другие характеристики ухудшаются. Этот коэффициент показывает что ресурс работы указан до снижения световых характеристик до 70% от изначальных. Гарантия на такие лампы от 3 до 5 лет.

SPECTRAL SIMILARITY INDEX (SSI)

Академия кинематографических искусств и наук, работая с кинематографистами, экспертами в области кинематографического освещения, производителями освещения, а также с учеными и инженерами в области освещения, обработки изображений и камер, разработала новый индекс для спектральной оценки светильников. Индекс спектрального сходства, или SSI, решает проблемы с существующими индексами, такими как индекс цветопередачи (CRI) и индекс согласованности телевизионного освещения (TLCI), которые делают их неподходящими для описания освещения для цифровых кинокамер — проблемы, которые стали более очевидными с появлением источников твердотельного освещения (SSL), таких как светодиоды.

В отличие от относительно плавных распределений мощности в широком спектре излучения вольфрамовых ламп накаливания и дневного света (и стандартизации этих источников в соответствии с ISO) многие твердотельные источники света характеризуются пиковым, мультимодальным или узкополосным спектральным распределением. Эти спектральные распределения могут нанести ущерб цветопередаче (как пленочными, так и цифровыми датчиками), поскольку пленочные и цифровые камеры специально разработаны для работы со стандартным вольфрамовым и дневным светом и оптимизированы для него. Существующие цветовые метрики не были предназначены для кинокамер; CRI, например, основан на человеческой цветовой чувствительности, а не на чувствительности камеры. TLCI измеряет рендеринг идеальной трехчиповой камерой (камера с тремя матрицами типа 3CCD), которая не учитывает разную спектральную чувствительность однокристальных цифровых датчиков для кинокамер или фотоаппаратов.

По этим причинам SSI не основан ни на человеческом зрении, ни на какой-либо конкретной реальной или идеализированной камере, и не предполагает особой спектральной чувствительности. Скорее, он измеряет, насколько данный спектр близок к указанному эталонному спектру, такому как вольфрам или дневной свет. Это одно значение, представляющее качество кривой, подходящей к эталонному спектру, и указывает на предсказуемость цветопередачи с данным источником. SSI масштабируется так, что оценка 100 указывает на спектральное совпадение; высокие значения указывают на предсказуемый рендеринг большинством камер (а также «качество» внешнего вида). Низкие значения могут давать хорошие цвета с определенной камерой, но не с другими. SSI полезен для кинематографии, телевидения, фотографии и человеческого зрения.

Каковы основные характеристики светодиодов?

При выборе таких элементов для той или иной цели, каждый обращает внимание на их технические данные. Основное, на что следует обратить внимание, приобретая приборы на их основе:

  • ток потребления;
  • номинальное напряжение;
  • потребляемая мощность;
  • температура цвета;
  • сила светового потока.

Это то, что мы можем увидеть на маркировке светодиодных ламп. На самом же деле, характеристик намного больше. О них сейчас и поговорим.

Ток потребления светодиода – что это такое

Ток потребления светодиода равен 0.02 А. Но это относится лишь к элементам с одним кристаллом. Существуют и более мощные световые диоды, в составе которых может быть 2, 3 и даже 4 кристалла. В этом случае ток потребления будет увеличиваться, кратно числу чипов. Именно этот параметр и диктует необходимость подбора резистора, который впаивается на вводе. В этом случае сопротивление светодиода не дает высокому току мгновенно сжечь LED элемент. Это может произойти по причине высокого тока сети.

RGB прожекторы с контроллером и пультом ДУ действительно хороши

Номинальное напряжение

Напряжение светодиода имеет прямую зависимость от его цвета. Это происходит по причине разности материалов для их изготовления. Рассмотрим эту зависимость.

Цвет светодиодаМатериалПрямое напряжение при 20 мА
Типовое значение (В)Диапазон (В)
ИКGaAs, GaAlAs1,21,1-1,6
КрасныйGaAsP, GaP, AlInGaP2,01,5-2,6
ОранжевыйGaAsP, GaP, AlGaInP2,01,7-2,8
ЖелтыйGaAsP, AlInGaP, GaP2,01,7-2,5
ЗеленыйGaP, InGaN2,21,7-4,0
ГолубойZnSe, InGaN3,63,2-4,5
БелыйСиний/УФ диод с люминофором3,62,7-4,3

Сопротивление световых диодов

Сам по себе один и тот же светодиод может иметь различное сопротивление. Меняется оно в зависимости от включения в цепь. В одну сторону – около 1 кОм, в другую – несколько МОм. Но здесь есть свой нюанс. Сопротивление светодиода нелинейно. Это значит, что оно может изменяться в зависимости от подаваемого на него напряжения. Чем выше напряжение, тем ниже будет сопротивление.

Точечный потолочный светильник на диодах очень экономичен

Светоотдача и угол свечения

Угол светового потока светодиодов может различаться, в зависимости от их формы и материала изготовления. Он не может превышать 120. По этой причине, если требуется большее рассеивание, применяют специальные отражатели и линзы. Это качество «направленного света» и способствует наибольшей силе светового потока, которая может достигать 300-350 Лм у одного светодиода на 3 Вт.

Мощность светодиодных ламп

Мощность светодиода – величина сугубо индивидуальная. Она может варьироваться в диапазоне от 0.5 до 3 Вт. Определить ее можно по закону Ома P = I×U, где I – сила тока, а U – напряжение светодиода.

Мощность – довольно важный показатель. Особенно когда необходимо рассчитать какой блок питания необходим для того или иного количества элементов.

Цветовая температура

Этот параметр схож с другими лампами. Наиболее приближены то температурному спектру к светодиодным люминесцентные лампы. Измеряется цветовая температура в К (Кельвин). Свечение может быть теплым (2700-3000К), нейтральным (3500-4000К) или холодным (5700-7000К). На самом деле оттенков много больше, здесь указаны основные.

На такой платформе могут быть сотни кристаллов

Размер чипа LED элемента

Этот параметр самостоятельно измерить при покупке не удастся и сейчас уважаемому читателю станет понятно почему. Самые распространенные размеры – это 45х45 mil и 30х30 mil (соответствуют 1 Вт), 24х40 mil (0.75 Вт) и 24х24 mil (0.5 Вт). Если перевести в более привычную систему измерений, то 30х30 mil будут равны 0.762х0.762мм.

Чипов (кристаллов) в одном светодиоде может быть много. Если элемент не имеет слоя люминофора (RGB – цветной), то количество кристаллов можно подсчитать.

Важно! Не стоит приобретать очень дешевые светодиоды китайского производства. Они могут оказаться не только низкого качества, но и характеристики их чаще всего завышены.
Подделку довольно тяжело отличить от оригинала при покупке

Измерение коэффициента цветопередачи


Индекс цветопередачи люминесцентных ламп с различными люминофорами

Для получения коэффициента цветопередачи какого-либо источника света (лампы) фиксируется сдвиг цвета с помощью 8 или 14 указанных в DIN 6169 стандартных эталонных цветов (шесть дополнительных цветов иногда используются для специальных нужд, но они не применяются для расчета индекса цветопередачи), наблюдаемый при направлении тестируемого источника света на эталонные цвета. Расчёт ведется по методике СIE, по которой получают численное значение отклонения цвета эталонов, освещенных исследуемым источником света. Чем меньше отклонение видимого цвета от естественного (больше индекс цветопередачи), тем лучше характеристика цветопередачи тестируемой лампы.

Источник света с показателем цветопередачи Ra = 100 излучает свет, оптимально отображающий все цвета, индекс цветопередачи у солнечного света также принимается за 100. Чем ниже значения Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта:

Характеристика цветопередачи
Степень цветопередачи
Коэффициент цветопередачи
Примеры ламп
Очень хорошая
Более 90

Серная лампа, Лампы накаливания, Галогенные лампы, Люминесцентные лампы с пятикомпонентным люминофором, Лампы МГЛ (Металогалогенные), светодиодные лампы
Очень хорошая
80-89

Люминесцентные лампы с трехкомпонентным люминофором, светодиодные лампы
Хорошая
70-79
Люминесцентные лампы ЛБЦ, ЛДЦ, светодиодные лампы
Хорошая
60-69
Люминесцентные лампы ЛД, ЛБ, светодиодные лампы
Посредственная
3
40-59
Лампы ДРЛ (ртутные), НЛВД с улучшенной цветопередачей
Плохая
4
Менее 39
Лампы ДНат (натриевые)

Тестируемые цвета (основные):

R1 увядшая розаR2 горчичныйR3 салатовыйR4 светло-зеленыйR5 бирюзовыйR6 небесно-голубойR7 фиолетовая астраR8 сиреневый

Примечательно, что индекс цветопередачи и у ламп накаливания, и у неба северного полушария считается равным 100, при том, что ни один из них не является действительно безупречным (лампы накаливания очень слабы в освещении синих тонов, а северное небо при 7500 К, в свою очередь, слабо при освещении красных тонов).

Различия в величинах CRI меньшие, чем пять единиц, незначительны. Это означает, что источники света с индексами цветопередачи, скажем, в 80 и 84, практически одинаковы.[источник не указан 889 дней]

Совместимость светодиодных ламп с диммером

Большинство светодиодных ламп нельзя использовать с диммером (регулятором освещенности). Диммируемые светодиодные лампы составляют лишь небольшой процент из всего многообразия  светодиодных ламп.  Такие лампы имеют более сложное устройство драйвера, чем не диммируемые лампы. Естественно, что и стоят они дороже.

В некоторых случаях диммируемые лампы не смогут работать с любым диммером. А лишь подходящим для данной лампы.

Возможность работы с диммером отмечается на упаковке лампы маркировкой DIMMABLE и значком, изображающем диммер. Обычно светодиодные лампы регулируются не с минимальной освещенности, а с определенного процента. Иногда это указывается на маркировке.

В большинстве случаев при заявленном диммировании от 10%, яркость реально начинает уменьшаться от 30%. При диммировании от 1%, яркость на самом деле уменьшается от 10%. То есть производитель  не указывает возможность диммирования в процентах от максимальной яркости. А как правило, обозначает в процентах от потребляемой электроэнергии. Зависимость же между этими двумя показателями не линейная.

Измерение коэффициента цветопередачи


Индекс цветопередачи люминесцентных ламп с различными люминофорами

Для получения коэффициента цветопередачи какого-либо источника света (лампы) фиксируется сдвиг цвета с помощью 8 или 14 указанных в DIN 6169 стандартных эталонных цветов (шесть дополнительных цветов иногда используются для специальных нужд, но они не применяются для расчета индекса цветопередачи), наблюдаемый при направлении тестируемого источника света на эталонные цвета. Расчёт ведется по методике СIE, по которой получают численное значение отклонения цвета эталонов, освещенных исследуемым источником света. Чем меньше отклонение видимого цвета от естественного (больше индекс цветопередачи), тем лучше характеристика цветопередачи тестируемой лампы.

Источник света с показателем цветопередачи Ra = 100 излучает свет, оптимально отображающий все цвета, индекс цветопередачи у солнечного света также принимается за 100. Чем ниже значения Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта:

Характеристика цветопередачи
Степень цветопередачи
Коэффициент цветопередачи
Примеры ламп
Очень хорошая
Более 90

Серная лампа, Лампы накаливания, Галогенные лампы, Люминесцентные лампы с пятикомпонентным люминофором, Лампы МГЛ (Металогалогенные), светодиодные лампы
Очень хорошая
80-89

Люминесцентные лампы с трехкомпонентным люминофором, светодиодные лампы
Хорошая
70-79
Люминесцентные лампы ЛБЦ, ЛДЦ, светодиодные лампы
Хорошая
60-69
Люминесцентные лампы ЛД, ЛБ, светодиодные лампы
Посредственная
3
40-59
Лампы ДРЛ (ртутные), НЛВД с улучшенной цветопередачей
Плохая
4
Менее 39
Лампы ДНат (натриевые)

Тестируемые цвета (основные):

R1 увядшая розаR2 горчичныйR3 салатовыйR4 светло-зеленыйR5 бирюзовыйR6 небесно-голубойR7 фиолетовая астраR8 сиреневый

Примечательно, что индекс цветопередачи и у ламп накаливания, и у неба северного полушария считается равным 100, при том, что ни один из них не является действительно безупречным (лампы накаливания очень слабы в освещении синих тонов, а северное небо при 7500 К, в свою очередь, слабо при освещении красных тонов).

Различия в величинах CRI меньшие, чем пять единиц, незначительны. Это означает, что источники света с индексами цветопередачи, скажем, в 80 и 84, практически одинаковы.[источник не указан 894 дня]

Светодиодные лампы – устройство

Устройство светодиодных ламп при всем их разнообразии в основном стандартно. Светодиодная лампа состоит из цоколя нужного типа и соответствующего цоколю корпуса. В корпус вставлены одна или несколько плат с напаянными на них светодиодами.

Светодиоды могут быть различных типов. Обычно это – SMD-светодиоды или светодиоды СОВ-типа. Светодиоды, напаянные на плату, могут быть различных размеров, мощности и других характеристик. Естественно, в пределах одной лампы светодиоды более-менее стандартизированы. В светодиодной лампе также может быть самое различное количество светодиодов.

Платы, на которые напаяны светодиоды, могут служить одновременно и радиаторами для отвода тепла. Безусловно если они изготовлены из алюминия или, что реже, меди. При применении мощных светодиодов, в светодиодной лампе может стоять отдельный пластинчатый радиатор. В таком случае плата со светодиодами при крепеже на радиатор смазывается термопастой.

Радиаторы на светодиодных лампах и светильниках могут иметь пассивную или активную вентиляцию. При пассивной, охлаждение достигается естественным протоком воздуха через пластины радиатора. При активной, прохождение воздуха через пластины радиатора ускоряется благодаря вентилятору-куллеру.

Драйвера светодиодных ламп

Напаянные на плату светодиоды питаются от установленного в корпусе лампы драйвера. Драйвер преобразует электрический ток осветительной сети дома. Поскольку ток необходимо изменить до параметров, пригодных для питания установленных в конкретную лампу светодиодов.

Драйвер (блок питания) состоит из различных электронных компонентов, расположенных на плате. Количество и качество этих компонентов зависит от производителя и цены светодиодной лампы.

1.) В светодиодной лампе от неизвестного производителя по дешевой цене драйвер может быть очень примитивен. В частности может состоять только из диодного моста и пары конденсаторов. Разумеется служить такая лампа будет плохо и недолго. Или же не будет работать изначально, из-за низкого качества сборки.

2.) Светодиодные лампы среднего ценового диапазона от локально-известных  небольших брендов. Такие компании, которые более-менее следят за качеством продаваемой продукции. Они ее, как правило, сами не производят, в лучшем случае только собирают из заказных компонентов. В итоге их лампы обладают более сложным драйвером. Он имеет импульсный преобразователь напряжения с фильтром для сглаживания пульсаций. Управляется от микросхемы, расположенной на плате драйвера.

3.) Драйвера светодиодных ламп мировых брендов имеют наиболее сложную схему. Они преобразуют значения электрического тока до параметров, при которых светодиоды могут работать очень долго. В результате светодиоды не деградируют и наиболее оптимально проявляют свои характеристики. Такие драйвера управляются микросхемами, разработанными специально под конкретные типы светодиодов. Светодиодные лампы этого класса светят ровным, не пульсирующим светом. А также они обычно имеют именно те характеристики, которые заявлены производителем. Применение таких драйверов  наряду с качественными светодиодами и аккуратной сборкой приводит к сильному удорожанию ламп.

Типы цоколей и форма светодиодных ламп

Цоколи и форма светодиодных ламп повторяют цоколи и форму других видов ламп. Цоколи светодиодных ламп могут быть такими же, как и у ламп накаливания, то есть резьбовыми наиболее распространенных типов – Е14 (миньон) и Е27.

Соответственно и форма их будет повторять форму ламп накаливания. Способ расположения светодиодов, покрытых люминофором делает филаментные светодиодные лампы и внешне похожими на лампу накаливания. Filament с английского нить, волосок.

Светодиодные лампы для дома могут иметь цоколь со штырьками, как у точечных светильников типов GU4; GU5,3; GU10. Также существуют светодиодные лампы с цоколем типов G5; G13 как у люминесцентных ламп-трубок.

Подобные светодиодные лампы идут на замену люминесцентных трубок с предварительным снятием пуско-регулирующей аппаратуры из светильника. Есть лампы с цоколем как у компактных люминесцентных G23; G24. Форма у них соответственно такая же.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации