четверг, 21 января 2016 г.

СВЕТОДИОДЫ. ПОЧЕМУ БЕЛЫЙ СВЕТ НЕ ВСЕГДА БЕЛЫЙ?

В настоящее время использование светодиодных ламп и светильников становится естественным. И если при использовании ламп накаливания не надо запоминать почти никаких показателей, то сейчас, если Вы используете энергосберегающие лампы, то для удобства последующей замены необходимо запоминать вид цоколя, мощность лампы и цветовую температуру. Но даже имея при себе все необходимые данные, купив светодиодную лампу вроде бы схожую по всем показателям, есть вероятность, что вкрутив новую лампу, Вы останетесь недовольны, что она очень сильно отличается от других.
Источник Dial
С чем же это связано и как можно избежать подобного случая?
Разбираться будем вместе с Dipl.-Ing. Klaus Bieckmann Innenarchitekt; Dial GmbH
В свой статье он описывает возможные случаи: "Каждый проектировщик или дизайнер знает ситуацию: два одинаковых светильника одного производителя, с одинаковым артикулом и одинаковыми характеристиками цветовой температуры. Но при подключении на месте, выявляется, что два светильника светят вроде бы по разному. Как можно избежать или хотя бы снизить вероятность данного случая?"

Определение "Цветовая температура"
Цветовая температура описывает цветовое впечатление источника света. Высокую цветовую температуру также называют "холодный белый". При более низкой цветовой температуре будет ощущения соответственно, как "теплый белый".  Для описания цветовой температуры используют величины в Кельвинах [K].
В тепловых излучателях (например, в лампах накаливания) цветовая температура видимого света при нагревании нити накаливания равна около 1700 ° С. Следовательно, цветовая температура лампы равна примерно 2000 К. Пока цветовая температура данного тепловой источника света является относительно точно воспроизводимой. 

Для белых светодиодов нельзя так просто определить цветовую температуру света, так как  в светодиодах принцип генерации света иной. Цвет света генерируется при воздействии коротких волн излучения на люминофор, химический состав, которого может быть частично изменен в разных партиях. Для того, чтобы по-прежнему можно было указать цветовую температуру, вводят понятие коррелированная цветовая температура. цветовой температуре я уже писала статью в блоге).
 Проще говоря, свет светодиодного источника света сравнивают с температурой накаливания абсолютно черного тела. И именно здесь кроется проблема: "похож" не значит "идентичен".
Автор статьи приводит пример похожести.
Для этого цвет среднего квадрата (В) сравнивают с другими цветами. Цвет квадрата В похож с цветом квадрата С. В то же время цвет квадрата В похож с цветом квадрата А.
Источник Dial

 Теперь сравниваем цвета квадратов С и А. И замечаем, что цвета этих квадратов отличаются друг от друга значительно.
Источник Dial

Это несоответствие видимых различий между "цветовой температурой", к сожалению, особенно очевиден в светодиодах. А проектировщик или дизайнер получается не должен полагаться на идентичность товаров или даже на одинаковость партий, чтобы получить одинаковые световые эффекты. 

Справочная информация: производственные допуски
Причина отклонения кроется в процессе производства светодиодов. Так только некоторые производители на производстве пытается компенсировать данные колебания цветовой температуры с помощью отбора и сортировки продукции. Светодиоды подвергают пост производственному сравнению с эталоном, или так называемому "биннингу". Светодиоды разделяются на различные классы. Класс, используемых светодиодов, определяет  каждый  производитель светильников или другой продукции самостоятельно. Очень хороший класс означает, что вы не можете воспринимать значимых различий по степени цвета источника. Однако, это очень дорого, так как только небольшое количество светодиодов, произведенных на производстве, будет соответствовать этому классу, а остальные в таком случае будут считаться браком. Здесь следует отметить здесь, что "бининг" выполняется не только по отношению к цветовой температуре, но также и по отношению к световому потоку, цветопередачи и других параметров.

Критерии качества светодиодов: SDCM и MacAdaм.
Для контроля изменения цвета с течением времени для продукции высокого качества и для измерения стандартного отклонения согласования цветов (SDCM) существует методика управления воспроизведением цвета на базе порога цветоразличения (эллипсы Мак Адама). В качестве критерия качества однородности цвета используется аббревиатура "SDCM"  (standard deviation of colour matching) в сочетании с числом (например <3; <5 и прочее ) и используется во многих технических описаниях светодиодов. Чем меньше число SDCM, тем выше однородность цвета продуктов.
Эллипсы Мак Адама. Источник FKK Corporation

Методика определения отклонения цвета по эллипсам Мак Адама аналогична.  2 или 3 единицы SDCM (или ступени Мак Адама) показывают едва ощутимую разницу цветов. Отклонение в 7 SDCM считается всё ещё допустимым отклонением для производителей светодиодов. 
В данном контексте автор статьи не сравнивает две методики, он пишет о разочаровании в этих методиках.
Статистически говоря, это возможно, что даже с числом равным 2 SDCM при отборе светодиодов, существуют различия в оттенках световой температуры конечного продукта, которые воспринимаются большинством людей.

Старение 

Не стоит забывать и об изменении цветовой температуры светодиода при старении. В какую сторону изменится цвет через 10000, 20000, 30000 или даже 50000 часов эксплуатации. Данную информацию Вы не найдете в спецификациях производителей  в целом. Придется фиксировать как светодиодный модуль установлен, как он работает, какая преобладает температура окружающей среды. И только на основании данной информации можно проследить по информационным бюллетеням производителей возможные отклонения при старении. Но какой проектировщик делает это на практике? 

Что делать? 
Производственные допуски при производстве белых светодиодов и определение "цветовой температуры" не гарантируют, что эквивалентные продукты могут вызвать впечатление различности цвета. В этом случае планировщики не могут что-либо изменить. Остается надеется, что светодиоды станут более качественными в ближайшее время.  

Проектировщикам, чтобы избежать неприятных сюрпризов, стоит продумать или довести до заказчика следующую информацию: 
1. Продумайте визуальное восприятие света, где, как и что освещается. Конечно различия цветовой температуры будут более заметны при освещении белой стены. Это связано с восприятием белого цвета с одной стороны, а с другой стороны, с тем, что вертикальные поверхности в восприятии замечаются чаще, чем горизонтальные.

2. Попробуйте получить несколько образцов осветительного оборудования и протестируйте его. Попробуйте визуально оценить два-три светодиодных светильника одного артикула и одного производителя рядом друг с другом по их эффекту освещения. В идеале, вы получите реальную картину, и сможете уже при предварительном отборе исключить некачественные светодиоды, избежав ошибок при реальном заказе.

3. Договориться с производителем о расширенной гарантии на продукцию, и обратить внимание как в данной гарантии описывается решение проблемы при отклонении цвета. Если отклонение цвета не включены в гарантию стоит позаботиться о дополнительном соглашении на замену продукции в случае видимых цветовых отклонений.

По материалам статьи: Farbortverschiebung bei LEDs. Warum Weiß nicht immer gleich weiß ist? Dipl.-Ing. Klaus Bieckmann Innenarchitekt; Dial GmbH