Высокий CRI и низкое соотношение M/P: можно ли использовать и то, и другое в светодиодном освещении?
Недавно светодизайнер рассказал нам о работе, по которой у заказчика было два запроса. Для точной визуализации произведений искусства освещение галереи должно было иметь индекс цветопередачи не менее 95. Чтобы защитить здоровье посетителей, пришлось уменьшить воздействие синего света. Эти два требования противоречат друг другу. В этой статье объясняется, почему это так, и предлагаются решения.
Разногласия между двумя полезными мерами
Идеально подходят как низкое соотношение M/P, так и высокий CRI. Проблема в том, что физически сложно реализовать и то, и другое в одном статическом источнике света. Вы должны понять, что на самом деле измеряет каждая метрика, чтобы понять, почему.
Когда источник света имеет высокий индекс цветопередачи, он точно передает цвета объекта по сравнению с эталонным источником света. Оценка более 90 считается исключительной. Это крайне важно в ситуациях, когда важна точность цветопередачи, например, на художественных выставках, витринах розничной торговли и медицинских осмотрах.
Возможное влияние света на циркадный ритм измеряется соотношением M/P, которое обозначает меланопический люкс к фотопическому люксу. На меньшую энергию синего света по отношению к воспринимаемой яркости указывает более низкое соотношение M/P. Это относится к больничным палатам, спальням и любым помещениям, используемым в ночное время.
Компромисс-Физика
Источником конфликта является производственный процесс светодиодного освещения. Очень низкое соотношение M/P, около 0,12, может быть достигнуто с использованием светодиода с низким CRI, например желтого светодиода сузкий спектр 590 нм. На фотопическую кривую, измеряющую яркость, приходится большая часть энергии, тогда как на меланопическую кривую, измеряющую синий свет, вызывающий бдительность, приходится очень мало. Однако этот желтый светодиод не подходит для общего освещения из-за плохой цветопередачи.
Производителям необходимо добавить больше длин волн, чтобы увеличить CRI. Теплая цветопередача усиливается красным и темно-красным. На холодные тона влияют пробелы в спектре, которые заполняются голубыми и синими длинами волн. Спектр становится более полным, а индекс цветопередачи увеличивается при добавлении дополнительных длин волн. Однако наблюдается также увеличение энергии под меланопической кривой.
Это было непосредственнопротестировано Waveform Lighting. Они сравнили галогенную лампу с идеальным индексом цветопередачи 100 с тремя светодиодными лампами на 3000К со значениями индекса цветопередачи 82, 91 и 97. В данных были обнаружены отношения M/P 0,513, 0,546, 0,548 и 0,581. Соотношение M/P выросло одновременно с индексом потребительских цен. В более широком спектре всегда будет больше энергии синего света.
Ограничение статического выбора
Любой одиночный статический источник света требует компромисса из-за этого физического ограничения. Превосходный цвет и повышенная циркадная стимуляция обеспечиваются лампой с высоким-CRI и высоким-M/P. Хотя синий свет уменьшается при использовании лампы с низким-CRI и низким-M/P, цвета кажутся ошибочными и безжизненными.
Важность этого демонстрируется в больничной палате. Для эффективного анализа тонуса кожи и заживления ран в 10 часов утра врачу необходимо95 индекс цветопередачисвет при 4000К. Чтобы стимулировать внимательность, свет должен иметь большее соотношение M/P. Чтобы обеспечить комфортный сон в 22:00, тому же пациенту необходим свет с индексом цветопередачи 95 при температуре 2700 К и низким соотношением M/P. В одной и той же комнате в один и тот же день возникают два совершенно разных спектральных требования.
Динамическое белое освещение – это ответ
Решение этой дилеммы состоит в том, чтобы перестать считать свет статичным. Холодные и теплые белые светодиоды объединяются в многоканальные светодиодные системы для создания динамического белого, также известного как настраиваемый белый. Чтобы создать любую цветовую температуру по кривой Планка, система управления модифицирует смесь.
Содержание синего спектра значительно уменьшается, когда настраиваемая система белого затемняется с 4000К до 2700К. Поскольку выделяется меньше коротковолновой-энергии, соотношение M/P естественным образом падает. Свет имеет значительно меньший циркадный эффект и визуально теплый при температуре 2700К. Он более привлекательный и прохладный при 4000K.
Самым большим преимуществом является то, что CRI остается высоким по всему спектру. Соотношение M/P меняется вместе с цветовой температурой, и хорошо спроектированная-система настройки белого может поддерживать индекс цветопередачи 90 и более в диапазоне от 2700К до 5000К.
Основа циркадного дизайна
Для разных мест требуются разные графики освещения. Перечисленные ниже рекомендации служат основой для проектных спецификаций.
Для повышения бдительности офисные помещения получают выгоду от 4000К при минимальном индексе цветопередачи 90 утром и 3000К ближе к вечеру. Палаты пациентов медицинских учреждений должны использовать температуру от 4000 до 5000К во время обследований в течение дня и 2700К после 20:00, с минимумом 90 CRI в течение всего времени. В рабочее время художественные галереи и предприятия розничной торговли могут использовать от 3500К до 4000К, переключаясь на более теплые тона, если мероприятия проводятся вечером. При всех настройках CRI 90 или выше жилые спальни должны использовать 4000K утром и 2700K или меньше после захода солнца.
При выборе товаров для динамической белой установки следите за тем, чтобы CRI оставался выше 90 во всем диапазоне цветовой температуры. Проверьте совместимость с вашей системой управления (DALI, DMX или беспроводными протоколами) и подтвердите диапазон регулирования яркости. Кроме того, убедитесь, что при всех настройках затемнения комбинация драйвера и светодиода обеспечивает безупречную работу-без мерцания.
Выбор между низким соотношением M/P и высоким CRI больше не подлежит обсуждению. Оба не могут быть доставлены одновременно с помощью одной статической лампы. Однако интеллектуальная система может обеспечить и то, и другое в разное время суток, сопоставляя соответствующий спектр с соответствующей деятельностью в соответствующее время.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Действительно ли светодиоды с высоким CRI производят больше синего света?
Ответ: Светодиод с более высоким индексом цветопередачи обычно имеет более полный спектр, который включает больше энергии во всех видимых длинах волн при той же цветовой температуре. Тестирование показало, что это часто приводит к несколько большему соотношению M/P по сравнению со светодиодом с более низким CRI. Хоть разница и незначительна, но ее можно измерить.
Вопрос: Можно ли получить одну светодиодную лампу с чрезвычайно низким соотношением M/P и индексом цветопередачи 95?
А: Совсем нет. Энергия неизбежно добавляется в синюю область благодаря механизму создания полного спектра для высокого индекса цветопередачи. Лампа с высоким CRI 2700K может иметь достаточно низкое соотношение M/P, поскольку содержание синего уже достаточно низкое при теплой цветовой температуре, такой как 2700K. Примерно после 4000К добиться этого становится гораздо сложнее.
Вопрос: Каково идеальное соотношение M/P для спальни?
О: Для использования в вечернее время выбирайте теплые белые лампы с температурой 2700К или меньше. Соотношение M/P, естественно, ниже при этих цветовых температурах, обычно меньше 0,45. Секрет в том, чтобы использовать более теплый свет с более низким M/P по мере приближения ночи и более прохладный свет с более высоким M/P в течение дня.
Вопрос: Решают ли умные лампочки проблему между M/P и CRI?
О. Метод изменения яркости-смена-теплости, используемый большинством потребительских интеллектуальных лампочек, снижает цветовую температуру при затемнении, но не обеспечивает превосходный индекс цветопередачи при всех настройках. Специализированная настраиваемая система белого цвета с заданным индексом цветопередачи по всему спектру — надежный метод контроля качества цвета и циркадного влияния в профессиональных проектах.
Контакт
Кевин Рао
Электронная почта:bwzm12@benweilighting.com
Тел./WhatsApp:+8619972563753
