A级:固态照明的下一个颜色

  LED制造商利用工业公认的参数(如显色指数(CRI)和相关色温(CCT))来表征其产品发出的光。CRI认为光质量和CCT是测量源温度的量度。这些措施使照明工程师可以选择能吸引消费者的轻型发动机,以高效、持久地照明,以取代低效的白炽灯泡。

  然而,新的研究声称,仅仅使用CRI和CCT是不够的,真正的LED用于固态照明(SSL)的特点。取而代之的是一个被称为“A类颜色”的概念,它结合了CRI和CCT和色域面积指数,被认为是一种更好的选择。这项研究得出结论,75%的消费者认为A级彩色光源提供最佳的色彩渲染和最佳的饱和度水平。

  本文解释了什么是它,以及它如何补充CRI和CCT,以强调类A颜色的概念。文章接着探讨了领先的制造商如何将A类颜色融入他们的最新产品中。


  表征LED

  家用或办公室照明是由传统光源如白炽灯、荧光灯或卤素灯或更现代的SSL提供的,差别不大,消费者对照明的“质量”有着强烈的看法。他们的观点根据地点不同而有所不同:例如,在办公室里,工人们更容易接受相对粗糙的“蓝色”光线,因为这样可以更容易地阅读文件和在电脑屏幕前工作,但在家里,柔和、温暖的照明往往更受欢迎,因为它有助于放松。

  工程师们努力将消费者对光的定性评估转化为定量的评估,使不同的光源可以被描述和直接比较。光质量的两种常用测量方法是CRI和CCT。

  CRI是光源与理想或自然光源相比,忠实地再现各种物体的颜色的能力的一种量度。该指数由Commission Internationale de l’éclairage形式(CIE,或“国际照明委员会英语”)。

  测试使用八个或更多的CIE标准颜色样品和措施不同色度观察时的参考源下测试灯(图1)。差值越大,CRI越高。(见区文章“什么是显色指数和它为什么重要?”。)

  八种标准颜色样本的CRI测试图像


  图1:CRI测试使用八标准色样测量色度的差异时,参考源下测试灯。

  随着技术的成熟和LED设备的指数超过70,LED的CRI得到了改善。例如,飞利浦Lumileds公司的Luxeon T,111流明/瓦(2.8 V、700 mA)LED具有80的最低CRI为CCT范围在2700至5000 K。

  CCT的定义是“普朗克辐射体的感官颜色最接近的一个给定的刺激在同一亮度在特定的观察条件下的温度。”实际上,LED制造商生产的CCT或接近,相当于白炽灯“黑体”会出现辐射与温度的变化在CIE xy色度图的颜色1931的普朗克轨迹产品(“色彩空间”)。

  生产商生产的白光LED的输出分为“暖白色”(2600至3700 K CCT)、“中性白色”(3700至5000 K CCT)和“酷白色”(5000至8300 K CCT)。

  从发光二极管发出的光在轨迹上的色度被划分为“白色”,但由于轨迹在CIE色空间上跟踪一条线,所以在线路上的各个点上LED的色度变化。例如,高CCT LED包含更多的蓝色波长,因此出现一个蓝色的。Low CCT设备出现略红。

  (注:“回暖”白光LED有更低的CCT。从这些设备的输出包含更多的红光,将辐射的普朗克轨迹冷却器端即使人类感知使然,色彩温馨。“酷”的白色发光二极管更蓝,和辐射分为热,虽然再次,人类有一个替代的感知决定光冷[看高新区第“定义白光LED”]的颜色特征。)

  一个基于CRI和CCT的特性描述系统已经很好地为SSL行业建立了它在消费者中的声誉。然而,新的研究认为,为了获得更大的市场份额,该行业必须提高自己的游戏水平,以满足日益挑剔的买家。这一论点遵循的是CRI和CCT只做部分表征的工作,需要额外的光线质量度量。


  将盖

  1947荷兰科学家命名为首次描述P. J. Bouma的特点,导致光源显色性好。总的来说,布马指出,具有良好的显色性光源,光或电,应揭示全方位的颜色(色相、明度、饱和度),应使相似的光谱反射物体之间有良好的辨色能力(例如,紫色从栗色),而不应扭曲颜色(例如,在光源不应过度提升肉在屠夫的展柜发红)。布马的定义表明,色不能由任何单一的指标来衡量,而结合几个。

  在照明研究中心(LRC)在伦斯勒理工学院的研究人员发现,CRI和CCT用于描述光源的物理特性,但所缺少的是一个衡量“光是如何被人眼感知。”

  LRC进行实验在他们要求观察员参加Farnsworth–孟塞尔100色相测试。测试措施隔离安排在常值和色度不同的颜色目标的细微差异的能力(色纯度),覆盖所有的视觉色彩的孟塞尔颜色系统描述(孟塞尔系统是一个色彩空间指定基于三色尺寸:色调、颜色值(亮度)、色度)。

  观察员提出了一个图片拼贴,依次照亮两种不同的光谱功率分布(SPD)。在切换到第二个SPD之前,观察者被允许在第一个SPD上观察他们的拼贴。一旦出现第二个SPD,在第一个SPD下就不能再看拼贴了。

  对于每一个SPD配对比较,观察者首先被问到哪一个SPD使拼贴更全面,更生动。然后他们被问到哪一个SPD使拼贴画中的红色更生动,最后他们被问到哪一个SPD使布鲁斯更生动。同样,在第二届会议上,同样的光线水平,观察者被要求选择光源,他们认为拼贴更适合“自然”,其次是他们对红色的想法,然后是或多或少的自然的布鲁斯音乐。

  这项研究得出结论,色域区域,或更确切地说,是一个有益的补充CRI和CCT,以确保良好的色彩歧视和令人满意的物体颜色“生动”和“自然”的看法。盖测量光源所呈现的色域,并可以通过在二维颜色空间中连接用于计算CRI的颜色点形成的有界区域来确定(图2)。一般来说,色域区域越大,颜色样本越饱和,就越容易区分它们。

  光源色域面积指数图像


  图2:光源的色域面积指数是由连接在二维空间中形成的有界区域计算出来的,用于计算CRI的颜色点。


  定义类颜色

  LRC得出光源提供最低CRI 80和80和100之间的一个盖将提供良好的颜色歧视,使场景中的对象显得生动自然提供足够的照明提供给视觉场景。换句话说,消费者更喜欢一种光源,它能增强色彩而不失真,或者使物体看起来不自然。

  有趣的是,这项研究还揭示了芯片生产商在黑色轨迹上生产发光二极管的野心可能需要修改。在试验参与者被显示在六篇从2700到6500 K,在每一个CCT,测试者被要求在七个不同的色度值沿与值范围的上方和下方的黑色轨迹垂直CCT线判断质量轻。

  只有在4100 K左右,参与者才能感知到高质量的白光与黑体轨迹相一致。在“冷”(高)的持续关连交易,参与者优选色度略高于轨迹;在“回暖”(下)CCT测试者色度明显低于位点(图3)。在2700 K时,例如,在黑体轨迹和“首选”的白光,相当于一13-15-step麦克亚当椭圆之间的感知差异。

  类颜色的观察者偏爱图像


  图3:在高CCT观察家喜欢白色点上面的黑色轨迹,4100 K以下,色度低于轨迹更受欢迎。

  LRC使用结果从成白光质量接近盖和感知研究黑体轨迹来定义“阶级色彩”。为了满足A类颜色的定义,光源必须有80以上的CRI和80到100的范围。此外,低于4000 K CCT的源应该低于CIE XY 1931色空间的黑体轨迹,以匹配研究表明消费者在这些温度下的白光偏好的结果。

  LRC表明高垓和CRI光源一直被认为是高质量的消费者比光源高只有这两个指标率。该组织还发现,该加第三度量CRI和CCT增强光质量的定量测量。¹²

  架子上现在有一种颜色。

  该行业还没有普遍接受的类颜色作为标准定义但这并没有阻止一些创业企业利用LRC的发现改变LED的规格。

  普瑞,例如,最近推出了其韦罗éCOR系列A级板上芯片(COB)LED和声称是使用类的一个颜色指示第一公司(图4)。

  普瑞光电Vero D的éCOR系列一级棒图像


  图4:普瑞说,韦罗éCOR系列一级棒是上课一个颜色指示第一。

  韦罗DéCOR系列一级棒可以在140流明/瓦产生1305流明(26.7 V、350 mA),可在4000和3000 K CCT与CRIs为97和盖斯大于80。该公司表示,这些产品是专为高端零售、酒店、博物馆和商业空间等应用而设计的。

  而不是促进其产品“类的颜色,”Cree还推出了一系列产品与CRI和盖的组合,满足一个类的定义。XRE系列具有111流明在96流明/瓦设备(3.3 V、350 mA)和4000 K产品拥有一台84和盖82。

  今年早些时候,飞利浦Lumileds公司宣布crispwhite COB LED家庭。该产品提供3750流明的90流明/ W(35.5 V,1.2 A)和CRI为90。该公司已停止使用类彩色指示器或甚至提供的芯片一改评级。然而,飞利浦Lumileds是推动产品的“曲线以下,色度”作为零售定位应用积极的特征。


  满足消费者的需求

  LRC和其他研究表明,表征LED的CRI和CCT本身不足以完全量化的白光LED的光质量。研究人员已经证明,高亮度和高亮度的光源总是被消费者认为是高质量的,而不是仅仅在这两个指标中高出一个的光源。此外,观察员已被证明是更喜欢白色的光在温暖的体黑体轨迹和下面的轨迹冷却器的光。

  类是否一个颜色指示将通过跨行业作为一个标准的定义,或被作为一种营销手段有待观察。然而,它的采用前景似乎看好,因为一些领先的LED制造商已经接受了新的衡量标准。还有一些人正在关注CCT的研究,生产出符合消费者对高质量白光的感知的色度的产品。

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