TLCI, SSI

TLCI, SSI- що це таке?

Ця стаття про проблеми, які було виявлені під час освітленні світлодіодами при виконанні кіно та фотозйомки.

Проблеми LED освітлення при КІНО-ТБ виробництві.

TLCI, SSI- що цеСвітлодіодне освітлення активно увійшло в наше життя. Його переваги давно відомі і активно використовуються споживачами. Але при спробі використання світлодіодних світильників та прожекторів при зйомках кіно та телепередач, зіштовхнулися з проблемою. Виявилося, що матриці кіно, теле, фотокамер і навіть фото-кіноплівка, «бачать» світ по іншому. Не так, як ми з вами.

photome вебОдна з основних проблем знаходится в тому, що світлодіоди живляться струмом високої частоти. Ми цього не помічаємо. Проте людське око має інерцію. Але матриці цифрових кіно-фото-телекамер працюють під управлінням вбудованих процесорів. Причому на різних частотах. Через неузгодження стали не співпадати спектри світлодіодних світильників і прожекторів з розрахунковими смугами цифрових датчиків приймачів відеосигналу. Крім того світлодіодне освітлення має спектральні «піки» і створює нові проблемні завдання для камер, що інтерпретують цей спектр.

В результаті під час запису і зйомці було виявлено суттєву різницю в кольорах і відтінках між об’єктами, що знімаються і результатом їх відображення на моніторах і екранах. Академія кіномистецтв не могла миритися з таким неподобством і провела ряд досліджень і випробувань.

Який є вихід?

Індекс TLCI має 24 кольори.З’ясувалося, що для визначення кольору випромінювання світильниками одного CRI недостатньо. Так як CRI Ra показує тільки наскільки світло відображає відповідність освітлення з сприйняттям людини кольорів.

Технічним Комітетом Європейського телемовного союзу була розроблена інша методика визначення для нового показника. Назвали його TLCI (Television Lighting Consistency Index)

 Вимірювання індексу TLCI докладно описано методикою оцінки кольорометричних показників освітлювального обладнання EBU Tech 3355, прийнятої в 2012 році. Пізніше її доповнили і змінили з урахуванням розрахунку коефіцієнта узгодження кіно і телевізійного освітлювального обладнання TLMF-2013.

TLCI в деякому підході схожа з CRI. Він також використовує вибірку кольорів і виробляє кількісну оцінку в межах від 1 до 100 (чим вище, тим краще). Головна відмінність, в порівнянні з 8 кольорами зразків CRI, TLCI має 24 зразка відтінків. ІTLCI має 24 кольори. особливо важливими є відтінки шкіри людини. Чому пріоритет відданий саме їм? Тому, що глядач в першу чергу зверне увагу на неприродний колір обличчя. І йому байдуже, що спорткар не такий червоний, ніж в реальності, але колір шкіри повинен бути максимально правильним. Варто звернути увагу, що навіть при високих показниках CRI  відтінки шкіри можуть відображатися в камерах спотвореними.

Ця методика народилася в Європі, так як ТКЕТС знаходиться в Женеві. У США, в Голлівуді в 2018 році Академія кінематографічних мистецтв і наук розробила альтернативну методику визначення Індексу Спектральної Схожісті (SSI, Spectral Similarity Index). Головним чином він фокусується на проблемах твердотільного освітлення, наприклад, LED. Цим показником в майбутньому хочуть замінити і CRI і TLCI. Але поки все користуються європейської методикою.

Діоди, відповідні високим нормам CRI і TLCI доступні в Україні. Ми із задоволенням зробимо світильники з ними для Вас!

Фітолампи. Освітлення теплиць

Фітолампи. Освітлення теплиць

Фітолампи. Освітлення теплиць та оранжерей. В цій статті ми розглянемо ці питання.

При вирощуванні тепличної продукції фермери наражаються на необхідність організації додаткового освітлення рослин. Це необхідно у зв’язку зі скороченням світлового дня і зменшенням кількості сонячних днів в холодну пору року. А для росту рослин потрібно багато світла.

 Для освітлення теплиць раніше повсюдноФітолампи. Освітлення теплиць . Спектр ДНаТ. застосовувалися світильники з натрієвими лампами (ДНаТ). Вони показали себе ефективними пристроями по організації досвіту рослин. Але у них є недоліки. Головне — це підвищене нагрівання повітря в теплиці та термін служби доволі дорогої лампи. Але останнім часом їм конкуренцію почали складати світлодіодні світильники. Розглянемо плюси і мінуси цих технологій.

Найефективнішими лампами ДНаТ є лампи потужністю 600 вт. Саме вони забезпечують ефективність на рівні 1,5 мкмоль / дж. Важливо, що лампи потужністю 100 -150 Вт мають показник в півтора рази нижче.

Фітолампи. Освітлення теплиць . Нові технології.

Світлодіодні світильники з високим відношенням Лм / Вт також дають фіто ефективність на рівні 1,5 мкмоль / дж. Та навіть більше. І ця ефективність присутня у ЛЕД світильників будь-якої потужності.

Головна їхня відмінність в спектрі випромінюваного світла. Спектр лампи ДНаТ досить широкий, але має велику нерівномірність. Ми бачимо великий скачок в зоні жовтого і червоних кольорів. Але рослини отримують мало складової у синій і зеленій частині спектра. (Див. мал).

Фітолампи. Освітлення теплиць . Поглинання спектру світла.Фітолампи. Освітлення теплиць . Що краще

Є думка, що зелене світло не потрібно рослинам. Частково це так. Для процесу фотосинтезу він не потрібен, але для правильного росту клітин і формування хімічного складу рослини він необхідний. Від повноти спектру залежить яким за якістю буде продукт.

Фітолампи. Освітлення теплиць . Спектр фітолампи.На ринку представлено багато типів фіто світильників і фітоламп. Вони випромінюють світло тільки синього та червоного кольорів. Зелений колір спектра у них відсутній. Але як ми писали, він також необхідний рослинам. Зелене світло здатне проникати крізь товщу клітин до нижніх шарів і активно впливати на процеси всередині них. У салату, наприклад, підвищується врожайність. У томатів та інших плодів стає кращим відношення цукрів / кислот.

Крім того синій і червоний світлодіоди випромінюють світло на постійних частотах з постійною інтенсивністю. А при зростанні рослин, цвітінні та дозріванні плодів їм необхідні різні ділянки спектру світла. Синьо червоні освітлювальні прилади цього забезпечити не можуть. Який є вихід?

На малюнку ми бачимо спектр білого світлодіода К 5000 з високим CRI = 90. у парі з червоним.

Спектр білого світлодіоду К 5000; CRI =90 та червоного. Оптимальним буде світильник з білим світлодіодом та CRI більшим 90, але у нього є дефіцит у зоні червоного випромінювання. В комбінацію до нього рекомендується додати глибоко червоний діод, що випромінює світло на частоті 650-680 нм. У цьому випадку рослина отримує увесь спектр світла, який наближається до сонячного. І в різних фазах росту та дозрівання плодів вона використовує ті ділянки випромінювання, які їй необхідні в саме цей проміжок часу.

Фітолампи. Освітлення теплиць . Стаття.

CRI

CRI або Ra. Що це?

Індекс передачі кольору, або коефіцієнт передачі кольору (CRI або Ra) — це показник наскільки джерело випромінювання світла здатний вірно відображати всі відтінки кольорів предметів, що освітлюються штучним випромінювачем світла. Цей показник порівнюється з джерелом ідеального спектра світла. Ідеальним прийнято вважати природне джерело денного сонячного світла або штучний електричний з Ra = 100. Індекс (коефіцієнт) Ra може бути в діапазоні від 1 до 100. Чим вище число індексу, тим краще.

CRI порівняння.

CRI . Історія.

У 1948 році денне світло було описане та прийняте в якості ідеального джерела освітлення для отримання природного відтворення кольорів, тому що воно відображає максимальну гаму кольорів, і дозволяє розрізняти всі відтінки оточуючих нас предметів які при цьому виглядають природними.

Міжнародна комісія з освітлення (CIE) створила комітет з вивчення цієї проблематики. Було прийнято рішення використовувати метод, яким не потрібен вимір спектра випромінювання. Було вирішено, що вісім зразків різних базових відтінків будуть по черзі освітлюватися двома (один з них еталонний) освітлювальними приладами для їх порівняння.

У 1931 році CIE ввів першу узгоджену систему колориметрии. Вона заснована на триколірній природі зорового сприйняття людини. Саме на цій системі визначення кольорів заснований CRI. Сам термін CRI з’явився 60-70-х роках ХХ століття.

CRI методика

 Система порівняння використовувалася для аналізу джерел випромінювання з безперервним спектром. При цьому індекс передачі кольору повинен бути вище 90.

CIE вирішив використовувати як еталон чорне тіло з колірною температурою не менше 5000 K. Це було необхідно, щоб відійти від проблеми порівняння джерел світла з різними колірними температурами (CCT). Таким є джерело світла D (денне світло). Це представило безперервний діапазон колірних температур.

Систему аналізу випромінювання намагалися покращувати. Так у 2010 році була впроваджена методика CQS (Color Quality Scale). Але вона не брала до уваги тон і насиченість об’єктів і тому не прижилася.

Пізніше, влітку 2015 розробили стандарт ТМ 30 15. Він відрізнявся тим, що оцінка відбувалася не тільки за стандартними шаблонами, а й з предметів, що оточують людей в повсякденному житті.

 

CRI

 Для визначення коефіцієнта передачі кольору будь-якого джерела світла перевіряються на відповідність до 8 або 14 (шість додаткових, але вони не враховуються для визначення індексу кольору) стандартних кольорів, які знаходяться в каталозі DIN 6169.

Розрахунок здійснюється за методикою СIE. У підсумку виходять чисельні значення відхилень кольорів випромінювання від еталонних. Чим вище число оцінки, тим краще характеристика випромінювання джерела світла, тим ближче його спектр до еталонного сонячного світла, який прийнятий за 100 (Ra = 100). Світильники, світлодіоди і лампи з індексом Ra = 90-100 вважаються ідеальними. Чим нижче показник, тим гірше. Для повсякденного освітлення в офісі або виробництві нормальним прийнято не менш ніж Ra = 80.

Світильники з високим показником CRI можна вибрати тут

ФІЛАМЕНТ

Філамент. що це?

Оригінальним по конструкції джерелом світла є філаментні лампи. Зовні вона виглядає, як лампочка Едісона, але замість ниток розжарювання, світло випромінюють тонкі нитки з світлодіодів. Розглянемо, що це за штуковина.

Філамент. Зовнішній вигляд.Для виробництва світлодіодних ламп застосовуються, як правило, світлодіоди в форматі SMD. Головним недоліком цього рішення є те, що діоди світять в одну сторону конусом світлового випромінювання з кутом 110 градусів. Це дуже погіршує освітлення приміщень при використанні ЛЕД лампочок в люстрах. Та й зовнішній вигляд люстр (особливо кришталевих) дуже сильно втрачає в естетичному сприйнятті.

Історія винаходу.

Інженери різних країн і компаній намагалися вирішити цю проблему. Першими лампи зі світлодіодними нитками в звичних скляних колбах були виготовлені в 2008 році японською компанією “Ushio Lighting”.

Як влаштовано лампу на філаменті.

Філамент. З чого складається.Трохи докладніше про ці лампи. Світло в них випромінюють кілька світлодіодних ниток зі світлодіодами, розміщеними на скляній ніжці. Від зовнішнього впливу вони захищаються скляною звичною колбою, як у старій лампи розжарювання. В основі лампи знаходиться цоколь з розмірами, як правило, Е27 або Е14. Усередині цоколя захований драйвер (блок живлення світлодіодних елементів).

  • Філамент-це світлодіодний елемент, що випромінює світло. Складається з основи — палички з сапфірового скла, на якій змонтовані послідовно розміщені маленькі світлодіоди. Кількість діодів в кожній нитці зазвичай 28 шт. Потужність філамента від 0,8 до 1,3 Вт. Світлодіоди покриті люмінофором і кольоровим захисним лаком. Часто в одному елементі чергуються світлодіоди синього і червоного кольорів.
  • Колба — герметичний прозорий скляний корпус, буває різної форми із тонуванням або без нього. Корпус якісної лампи заповнюється гелієм. Гелій має більшу, ніж повітря теплопровідність. Газ необхідний для швидкого відведення тепла від філаментів, які нагріваються при світінні. Завдання: не дати нагрітися світлодіодним елементам до 60 градусів.
  • Драйвер (блок живлення світлодіодів) збирається з невеликих деталей і розміщується в цоколі лампи. Цоколь найчастіше має популярний і поширений розмір Е27 або Е14. Таку лампу можна використовувати з будь-якою побутовою люстрою або світильником. Завдання драйвера забезпечити роботу філаментів в оптимальному режимі. Якісні драйвера відомих компаній працюють з пульсаціями менше 1%. Блоки живлення дешевих виробників допускаю мерехтіння ламп з амплітудою до 80%.

 

Плюси та недоліки  філаменту.

Тепер трохи про «плюси» і «мінуси» цієї технології.

Головним достоїнством є:

  • більш високий ККД у порівнянні з лампами наЛампи на філаментах та на спіралях розжарювання. SMD світлодіодах;
  •  різноманітність форм і кольору колби;
  • зручність використання;
  • поширення світла у всіх напрямках;
  • звичний зовнішній вигляд.

Головним недоліком є:

  • без радіатора неможливо якісно відвести тепло від світлодіодів, і як наслідок — невелика обмежена потужність кожного філамента;
  • Прогнозовано відносно недовгий термін служби лампи від можливого перегріву елемента, що випромінює світло.

Але якщо купувати лампи від відомих виробників, то вони вам будуть служити багато років.

SMD та COB.

Що таке SMD та COB.

SMDSMD та COB. Розміри СОВ. та COB. Всі вже звикли до існування світлодіодів. Ми ними користуємося не цікавлячись тим, як вони зроблені. Адже це електронний компонент — напівпровідник. І розмір світлодіода всього лише з макове зернятко. А жовте тіло, яке ми бачимо, це люмінофор, який покриває кристал і відповідає за формування комфортного для людини спектра випромінювання. Він необхідний, бо сам світлодіод світить яскраво синім світлом на одній частоті.

У цій статті ми розповімо про особливості конструкції світлодіодів, що застосовуються для освітлення.

Світлодіоди випускаються в трьох видах корпусів.

Це філамент SMD та COB.

Розглянемо:

  • SMD-Електронні компоненти, що використовуються для поверхневого монтажу на друковані плати або стрічку (від Surface Mounting Device (компонент, що монтується на поверхню)).
  • Філамент в світлодіодних лампах — світловипромінюючий ниткоподібний елемент, що складається з безлічі послідовно з’єднаних кристалів світлодіодів.
  • COB — Chip on Board, ( «мікросхема на платі») — технологія монтажу кристалів світлодіодів, при якій їх без власного корпусу розпаювали безпосередньо на невелику друковану плату.

У всіх типах корпусів ЛЕД кристалиSMD та COB. Світлодіод RGB покриваються ізолюючої сумішшю люмінофору, який створює відкоригований спектр випромінювання та захищає елементи від зовнішніх впливів.

Всі ці технології мають як плюси, так і мінуси. Світлодіоди зібрані за технологією SMD компактні, але мають невелику потужність. Їх використовують при виробництві світлодіодних стрічок і друкованих плат різної конфігурації.

 Модулі COB мають головний плюс в тому, що десятки кристалів зібрані на компактній платі. Це дозволяє збирати компактні потужні вуличні та промислові світильники і прожектори.

SMD та COB. «Мінуси» технологій.

SMD та COB. SMD світлодіод.Вони потребують радіатор для ефективного охолодження. Для того щоб світлодіод пропрацював до 100 000 годин, він не повинен нагріватися більше, ніж 50-60 градусів.

І SMD і COB світять в одному напрямку з кутом в 110 градусів. Хоча для вуличного і промислового освітлення, направлене світло це швидше навіть перевага.

Філамент застосовується в освітлювальних лампах зі стандартними патронами для люстр, бра і настільних ламп. Головний «плюс» це те, що він випромінює світло на всі боки на 360 градусів. Головний «мінус» філамента полягає в тому, що ці елементи закриті в скляній колбі, що призводить до перегріву і це скорочує термін життя лампи до 10 — 15 тисяч годин.

Компанія «ПБЛ» збирає свої світильники як на SMD діодах, так і COB матрицях. На компактних SMD світлодіодах виробництва OSRAM ми виготовляємо друковані плати, які застосовуємо для збирання світильників ARMSTRONG та LINE.

На СОВ  ми збираємо потужні вуличні та промислові світильники і прожектори серій CORSAR, NEEDLE, MINER і FOCUS.

Вся наша продукція представлена на сторінках сайту. Крім того Її можна побачити на нашому виробництві на стенді.

SMD та COB.

Світлодіод. Історія винаходу

Світлодіод . Що це. 

Світлодіод — це відомий нам напівпровідниковий прилад з звичайним дірково — електронним переходом. Але в порівнянні з діодами, коли через нього проходить ток у прямому напрямку у нього крім того з’являється світлове випромінювання.

Але елемент випромінює світловий потік наСвітлодіод СОВ. одній частоті. Це означає, що він може світитись тільки червоним, синім або зеленим світлом. Колір світіння залежить від хімічного складу кристала напівпровідника та його фізичних властивостей. Ефективно працюють ті напівпровідники, які відносяться до прямозонних. Це такі елементи, у яких виникають прямі міжзонні оптичні переходи. Змінюючи поєднання та склад напівпровідникових елементів, можна отримати світіння на одній заданій частоті. Це увесь видимий діапазон: від ультрафіолетового, до інфрачервоного світла.

Історія винаходу.

Тепер трохи історії про створення сучасних світлодіодів, зручних для застосування у побутових лампах, світильниках та прожекторах вуличного, та промислового освітлення.

Випромінювання кристалу світлодіода.Вперше ефект світіння виявив і описав у 1907 р. експериментатор з Великобританії Генрі Раунд. Він помітив, що якщо пропустити електричний ток через пару метал — карбід кремнію, то на катоді з’єднання з’явилося невелике світіння зеленого, померанчевого або жовтого кольорів.

Досліди продовжувалися в різних лабораторіях. У 1961 році в США інженери Гаррі Пітман і Джеймс Роберт Байярд відкрили та розробили технологію виготовлення світлодіодів що випромінюють інфрачервоне світло. Вже у 1962 році було почато їх серійне виробництво.

Але новий прилад, який міг бути широко застосований у 1962 р. розробив Нік Голоняк-молодший (Нік Голоняк, русин за походженням. Винахідник лазерних світлодіодів, що стоять на всіх CD та DVD — програвачах) для фірм General Electric. Цей елемент випромінював червоне світло, яке бачить людина. Його учень Джордж Крафорд домігся від них жовтого світіння. А червоний і червоно — помаранчевий у 1972 році у нього вже світився яскравіше у десять разів.

Перший світлодіодний індикатор.Яскраво-синій світлодіод розробив та запустив у виробництво Жак Панков з RCA (США). Це був елемент для масового застосування при виробництві індикаторів різних типів. Наприклад «Х’юлетт — Паккард» застосував його при виробництві кишенькових калькуляторів.

Трохи пізніше, в 1976 році дослідник Т. Пирсол розробив випромінювач більшої яскравості, який застосували для передачі даних по волоконно-оптичним лініям.

Технологічний прорив.

Світлодіод, SMD.Прорив у технологіях виробництва ЛЕД здійснили у 1983 році інженери японської фірми Citizen Electronics. Вони створили перший SMD світлодіод.

Вже в 1990 році інженери японської корпорації «Nichia Chemical Industries» розробили технологію виробництва яскравого елемета, що випромінює яскраве синє світло. У 1993 році почалося їх виробництво, а вже в 1996 році почали виробляти прилади з яскравим білим світлом!

За винахід дешевого способу виробництва світлодіодів японським вченим Ісама Акасаки, Сюдзи Накамура та Хіросі Амано у 2014 році була присуджена Нобелівська премія з фізики!

У 2003 році компанія Citizen Electronics розробила можливості виробництва модулів СОВ (Chip-On-Board). Це дозволяє на маленькій площі підложки розмістити десятки кристалів. Це дозволяє збирати потужні та яскраві світильники за допомогою компактних світлодіодних джерел світла.

Ця технологія продовжує розвиватися. Про інші особливості та недоліки світлодіодного світла розглянемо в інших статтях.елемент

Квантові точки.

Квантові точки

  • Світлодіоди

Світлодіод — це напівпровідниковий елемент, що випромінює світло при проходженні крізь нього електричного струму. Перші світлодіоди світилися червоним світлом. Пізніше були отримані світлодіоди зеленого і жовтого кольорів світіння. Проривом стало створення в 1993 році світлодіода високої яскравості, що випромінював світло синього кольору.

Квантові точки статья.Є два шляхи для отримання білого світла. Перший-багатокристальні RGB-світлодіоди (червоний + зелений + синій), об’єднані в одному корпусі. Другий- сині світлодіоди, покриті шаром люмінофору.

Люмінофорні світлодіоди недорогі і мають гарні світлові характеристики. Однак люмінофори мають широкий діапазон випромінювань, тому важко отримати світіння необхідного кольору.

У 2012 році група вчених Массачусетського Технологічного інституту запропонувала використовувати в якості люмінофора квантові точки.

  • Що таке квантова точка

Квантові точки випробування.Квантова точка — це напівпровідник, електричні характеристики якого залежать від його форми і розміру. Для прояву суттєвих квантових ефектів, розмір квантової точки повинен бути дуже малий. Від декількох десятків до декількох сотень атомів. Електрон в такому нанокристалі має безліч стаціонарних рівнів енергії. При переході електрона між рівнями випромінюється фотон. Його енергію можна змінювати, змінюючи розмір квантової точки. Це відповідно дозволяє регулювати колірну температуру світла, що випускається квантовою точкою.

Квантові точки випромінюють світло у вузькому спектральному діапазоні, і їх термін служби практично необмежений.

Турецькі дослідники добилися рекордного світлового потоку в 105 лм / Вт від світлодіода на квантових точках. Їх розробка являє собою синій світлодіод з гнучкою лінзою, всередині якої знаходиться з’єднання наночастинок кадмію, селену, цинку і сірки. Отримані вони під впливом високих температур і знаходиться в рідкому агрегатному стані.

Квантові точки ,застосування.Для отримання чистого білого кольору світло від синіх світлодіодів потрібно перетворити в зелений і червоний. Експериментальним шляхом було визначено оптимальні умови для отримання квантових точок, випромінюючих світіння необхідних кольорів.

Квантові точки дозволяють отримати нове покоління світлодіодних випромінюючих покриттів. Їх можна наносити на гнучкі або прозорі поверхні. Крім того створити нові типи освітлювальних приладів, інтегрованих в навколишній простір.