TM-30: Beyaz tonlardaki eksikler ve ultraviyole sorusu

Ultraviyole ışınım olmadan beyaz tonları ayrıntılı biçimde sunma sanatı...

Burada, danholt Aydınlatma BLOGU'ndaki çeşitli yazılarda farklı TM-30 göstergelerinin anlamını ve aydınlatma tasarımcıları ile kullanıcıların bunlardan nasıl yararlanabileceğini açıkladım.

Ancak TM-30, üreticiler dâhil aydınlatma dünyasının diğer aktörleri için de yararlıdır. Bir ışık kaynağı geliştirmek çoğu zaman ödünleşimler gerektirir; örneğin lümeni (lümen/Watt) mi yoksa renk geriverimini mi ön plana çıkaracağımıza karar verebiliriz. Bu ödünleşimleri değerlendirdiğimiz ölçütlerin olabildiğince doğru olması çok önemlidir; böylece soyut sayılar yerine değerli ürün özellikleri optimize edilir.

Bugün, SORAA Vivid tam spektrumlu LED örneğiyle bu tür ödünleşimlerin bir ürünün tasarımını nasıl belirleyebildiğini göstermek istiyorum.

İnsanın SORAA Vivid serisi, beyazı ve görünür spektrumun tüm renklerini eşit derecede doğal yansıtmayı amaçlar; tam olarak aynı renk sıcaklığındaki (CCT) doğal bir ışık kaynağı altında (halojen, güneş ışığı...) görünecekleri gibi.

SORAA'nın tam spektrum teknolojisi, bir mor ışık güçlendiriciyi üç ek fosforla birleştirerek doğal biçimde kesintisiz ve dengeli bir spektrum oluşturur. Tekil spektrumları dikkatle dengeleyerek, Şekil 1'de gösterildiği gibi doğal görünür ışığın tüm spektrumuna mümkün olduğunca yaklaşılabilir.

Bu, TM-30 renk doğruluğu indeksi Rf'nin yüksek değeriyle ölçülen doğal renkler sağlar. Örneğin doğru ayarla Rf = 95 elde edilebilir.

Şekil 1 SORAA'nın tam spektrum yaklaşımıyla doğal güneş ışığına çok iyi yaklaşılabilir ve yüksek renk doğruluğu indeksi Rf elde edilir. Burada, tam spektrumu oluşturmak için mor ışık güçlendiricinin ve üç fosforun (mavi, yeşil, kırmızı) tekil tepeleri üst üste bindirilir.

Ancak şimdiye kadar belirleyici bir soru yanıtsız kaldı:

Beyaz tonların net ve ayrıntılı geriverimini nasıl sağlarız?

Beyaz tonlar renklerden neden farklıdır?

Çünkü birçok beyaz malzeme, optik parlatıcı olarak adlandırılan floresan beyazlatıcı maddeler içerir.

Bu maddeler görünmez ultraviyole ışığı emer ve yerine mavimsi görünür ışık yayar. Gözümüz ve beynimiz birlikte bunu beyazlık derecesinin artması olarak algılar.

Optik parlatıcılar her yerdedir: Üretilen birçok beyaz malzemede (kumaş, kâğıt, plastik...) bulunurlar ve dişlerimizde de doğal olarak mevcutturlar. Ultraviyole ışınımın emilmesini ve maviye dönüştürülmesini sağlarlar.

Hepimiz parlak, net beyazı sevsek de çoğu uygulamada bu beyaz tonları algılamamızı sağlayan zararlı UV ışınımını istemeyiz.

Geleneksel LED ürünler doğal olarak UV ışınımından kaçınır; ancak bu, parlatıcıları uyarmadıkları ve beyaz nesnelerin her zaman sarımsı ve kirli görünmesine neden oldukları anlamına gelir.

SORAA bu soruna zarif bir çözüm buldu:

Optik parlatıcıların, dikkatle seçilmiş bir dalga boyundaki zararsız mor ışıkla – ultraviyole ışıkla değil – da uyarılabildiği ortaya çıktı. SORAA'nın doğal beyazı sunmak için kullandığı yöntem, güneş ışığına özgü UV ışığını doğru miktarda sıradan mor ışıkla değiştirmektir:

Böylece beyazlatıcılar, yani optik parlatıcılar, UV bileşeni içeren doğal ışık altındaymış gibi tam olarak aynı biçimde uyarılır.

Şekil 2 bu ilişkiyi gösterir:

Şekil 2  Halojen ve akkor ampul ışığı, "UV kuyruğu" sayesinde beyaz renkleri uyarır. Akıllı bir LED tasarımında bu, optik parlatıcıları da uyaran mor ışık tepesiyle taklit edilebilir. Böylece UV ışınımının zararlı etkilerinden tamamen kaçınılır.

Bu etki sayılarla nasıl ifade edilir? Buna kesin ve tutarlı bir yanıtın olmaması biraz şaşırtıcıdır. Bunun bir nedeni, "mavi" kaynaklı LED'ler kullanan ve beyazlık derecesini belirleyemeyen aydınlatma sektörünün büyük bölümünün bu sorudan haberdar bile olmamasıdır.

Üstelik açıkça söylemek gerekirse, renk geriverim ölçütleri (CRI ve TM-30 dâhil) beyaz geriverimi hakkında hiçbir şey söylemez!

Bu, bir kaynağın çok yüksek Rf veya CRI değerine rağmen son derece kötü beyaz geriverimine sahip olabileceği anlamına gelir.

Neyse ki temelindeki renk bilimi oldukça iyi anlaşılmıştır. Renk geriverim indeksi Rf'ye benzer biçimde beyaz nesnelerin geriverimini ölçen bir ölçüt türetmek mümkündür.

SORAA, şirket içi araştırmalar ve akademik iş birlikleri temelinde tam olarak bunu yaptı ve beyaz geriverim ölçütü Rw'yi geliştirdi. Beklendiği gibi doğal ışığın Rw değeri yaklaşık 100'dür.

İşte sözünü ettiğim ödünleşim burada ortaya çıkar. En iyi renk doğruluğu için doğal spektrumun biçimine olabildiğince yaklaşmalıyız. Ancak UV olmadan en iyi beyaz doğruluğunu sağlamak için spektruma bir miktar mor ışık – ultraviyole değil – eklemeliyiz; bu da spektrumu doğal biçiminden uzaklaştırır!

Kısacası renklerin ve tüm spektrumun homojen geriverimi ile beyaz tonlar arasında bir karşıtlık söz konusudur. Bu ödünleşimi mümkün olan en iyi düzeye getirmek için hassas ölçüm değerleri belirleyici önemdedir.

Rf ve Rw yardımıyla SORAA Vivid ışık kaynaklarının spektrumu, her iki dünyanın en iyi özelliklerini sunacak biçimde tasarlandı.

Bu, mor ışık güçlendirmenin dalga boyu ve şiddetinin üç fosforun spektrumlarına göre en iyi biçimde ayarlanmasıyla sağlandı. Daha iyi performans için başka bir TM-30 indeksine, Rfh1'e de özel önem verildi. Kırmızı geriverimini ölçen bu parametre, CRI R9'un modern ve daha iyi karşılığıdır. Kırmızı tonların geriverimi algımız açısından gerçekten çok önemlidir; bu nedenle Rfh1 en az Rf kadar, hatta belki daha da önemlidir.

Sonuç olarak SORAA Vivid tüm ölçütlerde çok yüksek değerler sunar: Rf = 91, Rfh1 = 95 ve Rw = 100. Tam spektrumlu bir ışık kaynağının temel özellikleri kaybolmadan bu özel ödünleşimin bulunup optimize edilebilmiş olması büyük bir şanstır.

Şekil 3 Renk sapması ölçütleriyle TM-30 renk grafikleri. Solda yüksek renk doğruluğuna ve yüksek beyaz doğruluğuna (Rw) sahip bir SORAA Vivid. Sağda görünüşte neredeyse aynı gösterilen yüksek CRI'lı standart LED, yüksek Rf değerine sahip olsa da beyazı hiç yansıtmaz: Rw = 0. Bu, TM-30'da fark edilmez.

Karşılaştırma için şimdi yalnızca renklere göre tamamen "safça" optimize edilmiş bir LED kaynağını ele alalım (Şekil 3, sağ). Renk doğruluğu Rf = 95'e ulaşabilir, ancak beyaz doğruluğu Rw = 0'a düşer. Bu örnek fazla çarpıcı geliyorsa, piyasadaki ürünlerin büyük çoğunluğunu oluşturan her (mavi) yüksek CRI'lı güçlendirici LED'in tam olarak buna karşılık geldiğini hatırlatmak isterim!

Beyaz bir gömleği SORAA Vivid LED ile rakip bir LED altında karşılaştırmış herkesin doğrulayabileceği gibi... fark çarpıcıdır!

Umarım bu bilgiler size karar verirken kullanabileceğiniz bazı ölçütler sunar:

1. Bir ışık kaynağının tasarımı, teknik ve fiziksel özelliklerin öznel algıyla birleştiği çok katmanlı ve zorlu bir iştir.

2. Hassas ölçüm değerleri önemlidir; çünkü sonuçta karar vermemizi ve ardından bunları doğrulamamızı sağlayan tasarım aracıdırlar.

Sonuç: Yalnızca tek bir ölçüye değil, genel renk doğruluğu, kırmızı tonların ve beyaz kademelerinin geriverimi gibi uygulamanızla ilgili çeşitli göstergelere dikkat edin.

Tüm ürün yelpazesi: SORAA Tam Spektrumlu LED 

Ücretsiz danışmanlık randevunuzu şimdi alın!