Murakkab raqs: ranglarni ko'rsatish indeksi va o'zaro bog'liq rang harorati o'rtasidagi aloqani ajratish
Abstraktsiya
Sun'iy yorug'lik manbalarini tanlashga ta'sir qilish uchun ikkita muhim fotometrik parametr-Korrelyatsiya qilingan rang harorati (CCT) va Rangni ko'rsatish indeksi (R an yoki CRI)- tobora ko'proq foydalanilmoqda. Ular odatda mustaqil ravishda muhokama qilinsa-da, ular o'rtasida murakkab va tez-tez kuzatiladigan bog'liqlik mavjud: pastki CCTlarda yuqori CRIga erishish ancha qiyin. Ushbu munosabatlarning texnologik va jismoniy asoslari ushbu inshoda ko'rib chiqiladi. Unda fosfor-konvertatsiya qilingan LED texnologiyasining cheklovlari, qora jism nurlanishining asoslari va CRI hisoblash metodologiyasining alohida talablari qanday qilib issiq, yuqori aniqlikdagi yorug'lik yaratishda muhim muhandislik to'siqlarini tashkil etishi tasvirlangan.
Umumiy koʻrinish
Nuryorug'lik dizayni va texnologiyasi sohasida uning miqdori (lumen) emas, balki uning sifatiga qarab qat'iy baholanmoqda. Ushbu sifatli baholashda ikkita ko'rsatkich mavjud: Rangni ko'rsatish indeksi (CRI) va korrelyatsiya qilingan rang harorati (CCT). Yorug'likning optik issiqligi yoki sovuqligi o'lchovi sifatida CCT Kelvinlarda (K) ifodalanadi, bu erda pastroq qiymatlar (masalan, 2700K) "issiq oq" va yuqoriroq qiymatlar (masalan, 5000K) "sovuq oq" ko'rinadi. Bundan farqli o'laroq, Rangni ko'rsatish indeksi (CRI) yorug'lik manbai ob'ektning haqiqiy rangini ideal yoki tabiiy bo'lgan mos yozuvlar manbasiga nisbatan qanchalik yaxshi tasvirlay olishini aniqlaydi. Rangning mukammal aniqligi 100 CRI bilan ifodalanadi.
Kam{0}}CCT yorug'lik manbalarini ishlab chiqarishyuqori CRI(odatda 95 dan yuqori) yorug'lik biznesida keng tarqalgan, ammo engib bo'lmaydigan muammodir. Ushbu maqola rangni idrok etish ko'rsatkichlari, fosforlar kimyosi va yorug'lik fizikasining o'zaro ta'sirini ko'rib chiqish orqali ushbu hodisaning sabablarini o'rganadi.
1. Asosiy fizika: CCT va Blackbody Radiator
Qora korpusli radiatorning nazariy modeli CCT g'oyasi bilan chambarchas bog'liq. Qora jism qizdirilganda porlaydi va haroratga qarab prognoz qilinadigan tarzda o'zgarib turadigan doimiy yorug'lik spektrini chiqaradi. Emissiya asosan uzun{2}}toʻlqin uzunlikdagi, koʻrinadigan spektrning qizil va toʻq sariq qismlarida past haroratlarda (taxminan 2000K–3000K) yoʻnaltirilgan boʻlib, koʻk va binafsha rangli hududlarda energiya juda kam. Harorat ko'tarilgach, sovuqroq, oqroq yorug'lik hosil bo'ladi, chunki emissiya spektrining cho'qqisi qisqaroq to'lqin uzunliklariga qarab harakatlanadi va ko'k va binafsha ranglarni to'ldiradi.
Rangni idrok etishi yorug'lik manbasiga eng o'xshash bo'lgan qora tanli radiatorning harorati CCT deb nomlanadi. Muhimi, CCT va spektr cho'g'lanma lampochka uchun bir xil bo'lib, u mukammal qora jismga yaqin-dir. Bu nima uchun cho'g'lanma lampalar a da silliq, uzluksiz spektr hosil qiladipast CCTTaxminan 2700K va CRI 100 ga teng. Zamonaviy qattiq yorug'lik{2}}bu muammoni keltirib chiqaradi, chunki yorug'lik, ayniqsa, fosforga aylantirilgan oq yorug'lik-yoruvchi diodlar (kompyuter-LED) ishlab chiqarish uchun termal nurlanishdan foydalanmaydi.
2. Fosfor muammosi va zamonaviy oq LEDning tuzilishi
Kompyuter{0}}LED hozirda eng mashhur umumiy yoritish texnologiyasidir. Ko'k rangli yarimo'tkazgichli chip (odatda Indiy Gallium Nitride yoki InGaN asosidagi) sariq{2}}yoruvchi fosfor, ko'pincha serium- qo'shilgan itrium alyuminiy granatasi (YAG:Ce) bilan qoplangan, an'anaviy oq LEDning asosiy komponentidir. Fosfor chipning ko'k nuridan hayajonlanadi va bu energiyani qisman sariq nurga aylantiradi. Oq yorug'lik keng sariq emissiya va qoldiq ko'k yorug'lik natijasida qabul qilinadi.
Ko'k va sariq yorug'lik nisbati bu oq yorug'likning CCT ni aniqlaydi. Past CCT (issiq oq) sariq/qizil emissiyani kuchaytirishni va ko'k nasos nurini sezilarli darajada bostirishni talab qiladi. Odatda, bu quyidagicha amalga oshiriladi: kattaroq fosfor qatlamini qo'llash orqali ko'proq ko'k nurni singdirish, qizil yorug'lik chiqaradigan ko'proq fosforlarni qo'shish (masalan, ftorid yoki nitrid asosidagi fosforlar).
Bu birinchi muhim to'siq. Asl YAG: Se fosforning emissiyasi keng bo'lsa-da, spektrning quyuq qizil mintaqasida yo'q. Muhandislar bu qizil tanqislikni qoplash va CCTni kamaytirish uchun qizil fosfor qo'shishlari kerak. Shunga qaramay, ko'plab samarali qizil fosforlarning emissiya diapazoni tor. Bu CCT ni samarali ravishda kamaytiradi, lekin qizil to'lqin uzunliklarining barqaror, bir tekis taqsimlanishi o'rniga to'satdan qizil yorug'lik paydo bo'lishi bilan amalga oshiriladi. Bu uzluksiz va "top" spektral quvvat taqsimotiga (SPD) olib keladi.
3. CRI hisobi: silliq spektrning ahamiyati
Ushbu spektral silliqlikning yakuniy hakami CRI testidir. Xalqaro yoritish komissiyasi (CIE) bu usulni CIE 13.3-1995 yilda aniqlagan. Bu xuddi shu CCTning mos yozuvlar manbasiga nisbatan sinov manbasining yoritilishida sakkizta standart pastel rangli sinov namunalarining (R1-R8) tashqi ko'rinishining o'zgarishini aniqlashni o'z ichiga oladi.
Benuqson qora tanli radiator 5000K dan past bo'lgan sinov manbasi uchun mos yozuvlar bo'lib xizmat qiladi. Asosiy g'oya oddiy, ammo hisoblash murakkab: sinov manbasining SPD qora jismning silliq, uzluksiz Plank egri chizig'iga yaqinlashganda CRI ortadi va rang siljishi kamayadi.
Katta bo'shliqlarga ega SPD past-CCT LED tomonidan ishlab chiqariladi, bu ko'k nasosga va ehtimol tor emissiyaga ega bo'lgan fosforlar birikmasiga bog'liq, ayniqsa ko'k (490-520 nm) va chuqur qizil (650-680 nm) hududlarda. Ushbu "bo'shliq" spektr CRI test ranglarini aks ettirganda sezilarli va g'ayrioddiy rang o'zgarishlariga olib keladi. Masalan:
Moviy va koʻk{0}}koʻk rang tanqisligi boʻlsa, xira va toʻyinmagan koʻrinadi.
Qizil ob'ektlar haddan tashqari to'yingan va "neonga o'xshab-" ko'rinishi mumkin, ular qizil ranglardagi kichik farqlarni aniq tasvirlab bera olmaydigan tor, tikanli qizil emissiya bilan.
To'yingan qizil (R9) va boshqa ranglarning o'ziga xos ko'rsatkichlari, hatto birinchi sakkiz indeksning o'rtacha ko'rsatkichi (R a) yaxshi bo'lsa ham, bunday dizaynlarda juda yomon. Shunday qilib, asosiy muammo shundaki, yuqori CRI uchun zarur bo'lgan ideal, uzluksiz spektr tez-tez issiq yorug'lik (past CCT) ishlab chiqarish uchun texnologik zarurat tufayli tark etishga majbur bo'ladi.
4. Materialshunoslikdagi darboğaz: ideal qizil fosforni izlash
Shu sababli, muhandislik qiyinligi materialshunoslik muammosiga aylanadi: keng, doimiy emissiya spektri va yuqori samaradorlikka ega qizil fosforni izlash. Dar{1}}bandli emissiya koʻplab tijorat muvaffaqiyatli qizil fosforlarning, ayniqsa nitrid va oksinitridlar oilalarining kamchiligi hisoblanadi, ular yuqori kvant samaradorligi va barqarorligi bilan baholanadi.
Tejamkor, uzoq{0}}foydali va samarali boʻlgan keng polosali qizil fosfor yaratish hali ham asosiy muammo boʻlib qolmoqda. K2SiF6:Mn4+ kabi ftoridli fosforlar samarali va juda tor qizil chiziq bilan ta'minlaydi, ammo ular spektral bo'shliq muammosini yanada kuchaytiradi. Bundan tashqari, bitta qoplamada bir nechta fosforlarni muvozanatlash umumiy yorug'lik samaradorligini (vatt uchun lumen) kamaytirishi va vaqt va harorat o'rtasidagi ranglarning bir xilligi bilan bog'liq muammolarni keltirib chiqarishi mumkin. Samaradorlik va xarajat ko'pincha a uchun izlanishda qurbon qilinadiyuqori CRIpast CCT da.
5. An'anaviy CRI va istiqbollardan tashqariga chiqish
CRI (R a) ko'rsatkichining o'zi bilan bog'liq muammolar mavjudligini yodda tutish juda muhimdir. Uning qizg'in ranglar, terining ohanglari va tabiiy barglari tasvirini bashorat qila olmasligi ba'zilarning faqat sakkizta pastel rangga bog'liqligiga shubha qilishiga olib keldi. Natijada 99 ta rang namunasi yordamida ranglarning aniqligi (R f) va rang gamutini (R g) baholovchi TM-30-20 yondashuvi kabi yangiroq, chuqurroq o‘lchovlar ishlab chiqildi.
Ushbu yangi o'lchovlar ko'pincha past{0}}CCT, yuqori-CRI (R a tomonidan aniqlanadi) manbalarining kamchiliklarini aniqroq qiladi. Qizil fosforli manba yuqori R9 balliga ega bo'lishi mumkin, ammo ranglar gamuti yoki buzilish balli past bo'lishi mumkin. Ayni paytda sanoat nafaqat yuqori sifatli yoritish, balki yuqori sifatli yoritish talabi tufayli muvozanatli va tabiiy ranglar tajribasini ham taklif qiluvchi yechimlar tomon qadam tashlamoqda. Cho‘g‘lanma lampalar bilan solishtirish mumkin bo‘lgan kengroq va uzluksiz spektrni ta’minlash uchun, hatto past CCT’larda ham, bu uch yoki undan ko‘proq sinchkovlik bilan tanlangan fosforga ega bo‘lgan murakkab fosfor tizimlarini yoki hatto qizil, yashil va ko‘k nurlarni rag‘batlantiradigan binafsha{7}}nasos LEDlari kabi innovatsion usullarni talab qiladi.
Yakunida
Past CCTda yuqori CRIga erishish qiyinligi jismoniy cheklovdan ko'ra LED ishlab chiqarishning mavjud paradigmasidan kelib chiqadigan kuchli texnologik cheklovdir. Past-CCT yorug'ligi uchun sanoat standarti bo'lgan qora tana radiatori tabiatan rang berish uchun ideal bo'lgan uzluksiz, silliq spektrga ega. Biroq, uning oq nurini yaratish uchun,zamonaviy kompyuter-LEDlarko'k chipdan aniq emissiya diapazonlarini turli fosforlar bilan birlashtirishi kerak. Keng, samarali va bardoshli qizil fosfordan foydalanmasdan, issiq CCT hosil qilish uchun spektral muvozanatni qizil rangga o'tkazish jarayoni tez-tez uzluksiz spektrni hosil qiladi. Spektrga bog'liq bo'lgan aniq CRI testiga ko'ra, bu spektral quvvat taqsimoti ranglarni etarli darajada tasvirlamaydi. Materialshunoslik rivojlanib borayotgani va yangi o'lchovlar-uzoq vaqtdan beri davom etayotgan{5}}bu masala tobora ko'proq e'tiborga olinmoqda va rang sifatini tushunishimizga yordam beradi, bu esa ajoyib haqiqat va samimiy jalb qiluvchi yorug'lik manbalariga yo'l ochadi.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Telefon: +86 0755 27186329
Mobil (+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
Email:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
