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Perception de lumière et température de couleur

Fireflier éclairage Limited | Updated: Apr 05, 2017

Perception de lumière et température de couleur

De nombreux facteurs influent sur la qualité de la lumière des LED. La température de couleur, le rendu des couleurs et la qualité des couleurs affectent à la fois la façon dont fonctionne la lumière et sa perception.

Bien que les propriétés technologiques des LED et des sources lumineuses traditionnelles ne soient pas directement comparables, les exigences de l'utilisateur pour la manière dont la lumière d'un bon luminaire doit se comporter restent inchangées.

Température de couleur

Fagerhult_led_fargtemperatur

La température de couleur d'une source lumineuse est donnée dans Kelvin (K). À l'origine, Kelvin était une mesure de la couleur d'un corps noir chauffé (et donc brillant). Pour les lampes à filament, cette mesure est facile à appliquer car la température de couleur de Kelvin est la même que la température réelle du filament. Pour les sources lumineuses sans fil, comme les tubes fluorescents, les lampes à décharge à gaz et les LED, nous devons calculer une température de couleur corrélée (CCT) dans Kelvin.

La température de couleur peut varier d'un fabricant à l'autre même si elle indique la même mesure. En outre, la température de couleur d'une LED peut changer avec le temps, ce qui signifie que la valeur après plusieurs milliers d'heures d'utilisation ne sera pas la même que pour un nouveau produit.

Lorsque les LED sont produites, leur température de couleur et leur flux lumineux varient considérablement, ce qui rend préférable de choisir parmi un assortiment limité. Les fabricants classent leurs produits dans des «bacs» en fonction de leur performance. Si vous choisissez moins de LEDs, plus la qualité du produit est stable. Plus la sélection est proche, plus l'alimentation diminue et le coût augmente, les fabricants de luminaires ont tendance à accepter les diodes des bacs à proximité.

Cette illustration montre comment calculer une température de couleur corrélée: la courbe remplie montre la température de couleur en degrés Kelvin réels. La chromaticité de la source de lumière est mesurée sur l'une des lignes isothermes et la température de couleur corrélée est le point où la ligne traverse la courbe.

Chromaticité

La chromaticité d'un produit LED - c'est-à-dire le degré d'écart de sa température de couleur - est définie dans les ellipses MacAdam en écart type de correspondance des couleurs (SDCM) selon la norme CIE 1964. Le système MacAdam provient des États-Unis et classe la qualité des couleurs sur une échelle de 0 à 10.

Entre 1 et 3, il est difficile de voir les différences de couleur, mais plus haut dans l'échelle, il peut avoir des disparités évidentes et négatives. Les problèmes sont les plus grands lors de l'éclairage d'une surface blanche, ou en plaçant une bande LED très proche d'un mur blanc. Les exigences pour la plupart des autres environnements intérieurs sont habituellement autour de MacAdam 3-5 SDCM. En comparaison, un tube fluorescent T5 des principaux fabricants concerne MacAdam 4. Pour les applications extérieures, une évaluation de MacAdam 7 SDCM est parfaitement correcte.

Fagerhult_led_macadam MacAdam 1-3 SDCM

Pour les environnements exigeant une qualité de couleur égale, comme l'éclairage des murs blancs.

Fagerhult_led_inomhusmiljoer MacAdam 3-5 SDCM

Convient à la plupart des applications intérieures.

Fagerhult_led_utomhus MacAdam 5-7 SDCM

Principalement pour les applications extérieures.

Qualité de couleur

L'une des principales considérations est la façon dont la qualité de couleur d'un produit change tout au long de sa durée de vie. Certaines LED peuvent maintenir une qualité de couleur très élevée pour les 1000 mille heures mais se détériorent rapidement. La conception du luminaire est un autre facteur critique, où le refroidissement insuffisant, ou la LED qui se déroule trop fort, peuvent avoir un impact négatif.

Comment créer une lumière blanche à partir d'une diode bleue, ou dans le cas à droite, à partir d'un groupe de diodes. Sur une LED individuelle, le luminophore recouvre la diode; Dans un module, le luminophore est placé sur une plaque qui recouvre toutes les diodes du module.

Fagerhult_led_vitt_ljus

Variations de la lumière blanche

Les diodes blanches viennent dans une large gamme de températures de couleur, du blanc chaud au très froid (2700-8000 K). Habituellement, la lumière blanche est créée en appliquant un revêtement à base de phosphore sur une diode bleue, soit directement sur la diode, soit sur une plaque séparée. Ce revêtement convertit une partie de la lumière bleue en lumière blanche de différentes températures de couleur - un processus qui rappelle comment fonctionne un tube fluorescent standard. La qualité de la lumière est déterminée à la fois par la spécification de la LED bleue et par la mesure avec laquelle le luminophore est adapté à la diode sélectionnée.

Étant donné qu'une LED bleue est à la base de la lumière blanche, l'efficacité est plus grande pour les températures de couleur plus froides. Pour obtenir une température de couleur plus chaude, le luminophore doit convertir une plus grande proportion de la lumière bleue d'origine.

Rendement des couleurs

Le rendu des couleurs dans les LED n'est pas exactement le même que dans les sources lumineuses traditionnelles, mais il est encore décrit comme Ra / CRI. L'échelle Ra est de 1 à 100 et mesure la capacité de la source lumineuse pour rendre les couleurs. Selon votre choix de LED, le degré de rendu des couleurs (Ra) varie normalement de 60 à 95. Un Ra élevé produit souvent une luminance légèrement inférieure.

Normalement, le rendu des couleurs est mesuré à l'aide de la méthode CIE sur une échelle de huit couleurs (voir illustration). L'indice de rendu des couleurs (CRI) est donné en moyenne (Ra), de sorte qu'il est possible pour une source lumineuse de reproduire sept couleurs mais pas aussi bien au huitième. Une échelle complémentaire s'appelle CRI 1-14, qui contient six couleurs de plus. Comme le montre l'illustration, cette LED ne peut pas rendre la couleur rouge vif, numéro neuf, de manière optimale. En conséquence, la valeur moyenne CRI 1-14 est inférieure à la moyenne pour le CRI 1-8. Indépendamment de la valeur moyenne, nous pouvons voir que la LED ne donne pas un rendu idéal de l'échelle rouge.

Le rendu des couleurs peut varier selon les LED de différents fabricants, mais est lié à la distribution spectrale de la LED. Par conséquent, une analyse de la distribution spectrale peut nous donner plus d'informations sur la capacité de la LED à reproduire les couleurs. Il convient également de noter que le rendu des couleurs peut différer d'une nouvelle LED et d'une utilisation pendant plusieurs milliers d'heures.

Fagerhult_led_fargatergivningsindex

Comportement visuel

Le grand défi avec les LED est de garder l'éblouissement à des niveaux raisonnables. Il n'est pas rare que les diodes et les modules LED aient une luminance (intensité lumineuse) de plus de 300 000 cd / m². En revanche, un tube fluorescent T5 standard a une luminance de 17 000 cd / m².

Luminaire développé pour les environnements de travail est un équilibre équilibré entre le confort et l'économie. D'un point de vue financier, la création d'un module LED nu avec une unité de refroidissement et un conducteur externe fournirait le plus haut rapport de lumières en watts. Cependant, cette solution serait complètement impraticable. Plus l'efficacité est grande, l'éblouissement, facteur qui doit être pris en compte dans le développement et la sélection des luminaires.

Dans les environnements commerciaux, la lumière provenant d'un module LED ou LED doit être contrôlée par des réflecteurs, des lentilles ou une autre forme de matériau diffusant. Les lentilles sont habituellement directement liées à différents fabricants et au type de LED. Le choix du matériau réflecteur ou de l'objectif utilisé est essentiel pour maintenir l'efficacité du luminaire tout en maintenant la luminance suffisamment faible.