Wszystko o SDCM dla taśm LED

W dynamicznym i ciągle innowacyjnym świecie oświetlenia LED, spełnianie wymagań klientów w zakresie spójności kolorów stało się istotnym aspektem. Standardowe odchylenie dopasowania kolorów (SDCM) jest kluczowym wskaźnikiem, który odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu jednorodności temperatury barwowej w rozwiązaniach oświetleniowych LED.

Wyobraź sobie, że umieszczasz obok siebie dwa światła LED o różnych odcieniach - czy ten niespójny kolor światła wydaje Ci się dziwny i wizualnie niewygodny? Aby uniknąć takich błędów w oświetleniu LED, ważne jest, aby wziąć pod uwagę SDCM. Mierzy on spójność kolorów światła i zapewnia jednolity i nieskazitelny strumień świetlny. W tym artykule zagłębimy się we wszystkie informacje na temat SDCM dla taśm LED i wybierzemy odpowiednią taśmę LED do swojego projektu.

Czym jest SDCM?

SDCM to skrót od "Standard Deviation of Color Matching". SDCM to oficjalna jednostka używana w oświetleniu LED do opisania odchylenia barwy światła od elipsy McAdama w celu opisania dokładności dopasowania kolorów źródła światła. Elipsa McDonalda pokazuje, jak bardzo oświetlenie LED w tej samej rodzinie produktów odbiega od standardu pod względem spójności kolorów.

Elipsa McAdama została wynaleziona przez naukowca Davida McAdama. Pomiary McAdama pokazują, że wszystkie dopasowania wykonane przez obserwatora mieszczą się w elipsie na diagramie chromatyczności CIE 1931. Pomiary zostały wykonane w 25 punktach na diagramie chromatyczności. W zależności od testowanego koloru, rozmiar i orientacja elips na wykresie znacznie się różniły.

25 elips pokazano na powyższym diagramie chromatyczności. MacAdam zidentyfikował współrzędne kolorów, w których 50% badanych zaobserwowało różnicę kolorów, a 50% badanych nie zaobserwowało różnicy kolorów. Obszar ten wydaje się być eliptyczny. Jest on również nazywany 1 SDCM (1 elipsa MacAdamsa). Przy odchyleniu 2 SDCM liczba zaobserwowanych różnic kolorów wzrośnie, ponieważ elipsa podwoi swój rozmiar.

Stopnie te opisują różne stopnie widoczności. Jeśli różnica kolorów występuje w obrębie jednego kroku elipsy MacAdama, ludzkie oko jej nie rozpozna. Nawet przy dwóch lub trzech krokach (3 SDCM) zmiana jest ledwo zauważalna. Elipsa pokazuje, że odchylenie temperatury barwowej jest stopniowe. Środek elipsy wskazuje idealną wartość docelową dla temperatury barwowej LED, a krawędzie wskazują dopuszczalne odchylenie dla danego "stopnia".

Poniższa tabela zawiera przegląd:

Rozmiar MacAdams Elipsa	Widoczność
1 SDCM	Prawie niewidoczna różnica kolorów
2 SDCM	Różnice są widoczne tylko przy użyciu instrumentów
3 SDCM	Mniej widoczna różnica kolorów
4 SDCM	Widoczna różnica kolorów
5 SDCM	Widoczna wyraźna różnica

Znaczenie SDCM w taśmach LED

W przypadku taśm LED i opraw oświetleniowych niższe wartości SDCM wskazują na lepszą spójność kolorów, co bezpośrednio wpływa na ogólną jakość i wydajność produktu. Wysokiej jakości taśma LED Oświetlenie ma zazwyczaj niską wartość SDCM, co zapewnia stałą temperaturę barwową i odcień na całej długości paska i od partii do partii. Ma to kluczowe znaczenie dla stworzenia jednolitego i profesjonalnego środowiska oświetleniowego.

• Spójność i jednolitość kolorów

Niski współczynnik SDCM ma kluczowe znaczenie dla zachowania spójności kolorów. Dzięki temu źródła światła wyglądają tak samo. Dlatego przy zakupie oświetlenia do muzeów, galerii sztuki lub podobnych zastosowań, w których ważna jest spójność kolorów, należy szukać opraw o niskim SDCM.

• Komfort wizualny

Światła o wysokim SDCM wyglądają zupełnie inaczej, gdy są umieszczone obok siebie. Taki rodzaj oświetlenia naturalnie sprawi, że każdy odwiedzający będzie miał wrażenie, że światła są ustawione nieprawidłowo. To niespójne oświetlenie powoduje problemy z oślepianiem i sprawia, że czujesz się niekomfortowo. Z tego powodu ważne jest, aby używać świateł o niskim SDCM w celu uzyskania płynnego, równomiernego oświetlenia.

• Utrzymanie jakości chipów LED

Producenci używają SDCM jako standardu, aby utrzymać spójny kolor światła. W rezultacie wszystkie emitowane chipy mają ten sam kolor. Dlatego też, ze względu na spójność kolorów, oświetlenie taśmy LED wygląda nieskazitelnie. Dlatego też uwzględnienie wartości SDCM poprawia jakość produktu końcowego.

• Długoterminowa wydajność

Kolor oprawy zmienia się stopniowo wraz z upływem czasu. Dlatego w przypadku stosowania lamp o wysokim współczynniku SDCM zmiana światła będzie bardziej zauważalna. I odwrotnie, jeśli używasz lamp o niskim SDCM, zminimalizujesz problemy związane ze zmianą koloru. W rezultacie można używać opraw przez długi czas bez konieczności ich wymiany.

Związek między SDCM a innymi wskaźnikami kolorów

Chociaż SDCM dotyczy przede wszystkim spójności kolorów, jest on ściśle powiązany z innymi wskaźnikami kolorów, takimi jak CCT (temperatura barwowa) i CRI (wskaźnik oddawania barw). Taśmy LED i oprawy oświetleniowe o dobrych wartościach SDCM mają zazwyczaj stałą temperaturę barwową i wysoki CRI, co przyczynia się do ogólnej jakości oświetlenia.

Związek między SDCM a CCT

CCT jest miarą odcienia światła białego w Kelwinach; im wyższa wartość CCT, tym chłodniejsze światło, a im niższa wartość CCT, tym cieplejsze światło. Jednak nawet jeśli można określić wartość CCT, nadal można znaleźć znaczne różnice w barwie światła. Na przykład pasek o CCT 3000K może wydawać się zielony, ciepłobiały lub czerwony. Nawet przy tych różnicach w kolorze, nadal są one nazywane żarówkami 3000K. Dlatego można powiedzieć, że CCT to w zasadzie zakres temperatur barwowych, w których wartość temperatury barwowej ulega wahaniom.

Jak więc zidentyfikować dokładny kolor światła? Aby wykryć dokładny kolor światła, należy wziąć pod uwagę SDCM, a teraz weźmy przykład:

Z powyższego wykresu widać, że ciepły biały CCT = 3061K, co mieści się w zakresie 5 SDCM standardowego źródła światła lub SDCM < 5.

Na tym wykresie widzimy, że ciepła biel CCT = 3078K, co nie różni się zbytnio od powyższej wartości temperatury barwowej 3061K. SDCM między nim a standardowym 3000K jest już poza 5 SDCM, czyli SDCM > 7, a SDCM odbiega zbyt mocno. Tak więc istnieje już między nimi różnica kolorów.

Związek między SDCM i CRI

CRI to kolejny wskaźnik związany z kolorem światła. Określa on dokładność kolorów obiektu w sztucznym oświetleniu. W skali od 0 do 100, wyższa wartość CRI (bliska 100) oznacza, że odwzorowanie kolorów jest bardziej naturalne. Współczynnik CRI odzwierciedla jakość odwzorowania kolorów, a nie spójność kolorów w wielu źródłach światła, w czym pomaga SDCM.

SDCM określa przesunięcie kolorów światła w porównaniu do innego docelowego źródła światła. Niski współczynnik SDCM oznacza mniejsze przesunięcie kolorów i podobne kolory wyjściowe. Źródło o wysokim CRI może nadal różnić się wyglądem (jeśli wartości SDCM są znacząco różne), a CRI wspomagane przez SDCM zapewnia, że kolor jest nie tylko dokładny, ale także spójny. W rezultacie, Taśmy LED o wysokim współczynniku CRI i niski współczynnik SDCM zapewniają wysokiej jakości oświetlenie.

Korzyści ze stosowania pasków o wysokim CRI i niskim SDCM są następujące:

• Wyższa dokładność kolorów

• Spójność kolorów i jednolite oświetlenie

• Brak problemów z odblaskami i mniejsze zmęczenie oczu

• Wygodne widzenie

Ponadto taśmy LED o wysokim CRI i niskim SDCM mają kluczowe znaczenie dla oświetlenia komercyjnego. W sklepach detalicznych światła taśm o wysokim CRI pokazują klientom dokładny kolor produktu. Podobnie, podczas zakupów pod niskimi światłami SDCM, uzyskasz wygodne i równomierne ustawienie światła.

Związek między SDCM a aberracją chromatyczną

Aberracja chromatyczna to różnica w kolorze, czyli różnica między wartościami współrzędnych X i Y dwóch jasnych kolorów; im mniejsza różnica, tym mniejsza aberracja chromatyczna.

SDCM to różnica między wartością X, Y produktu a wartością X, Y standardowego źródła światła; im mniejsza odległość, tym niższa wartość SDCM.

Oto przykład:

Próbka A ma 3 SDCM, B ma 3 SDCM, a D ma 5 SDCM, a odjęcie wartości współrzędnej x A od wartości współrzędnej x B daje wynik równy +0,0099. Według tego samego algorytmu różnica współrzędnej y jest równa +0,0148, co oznacza, że różnica kolorów dla AB wynosi (X = +0,0099, Y = +0,0148), a różnica kolorów dla AD wynosi (X = +0,0030, Y = -0,0041).

Można zauważyć, że różnica kolorów między A i B jest większa niż różnica między A i D. Jednak SDCM A i B są równe; oba mają 3 SDCM, podczas gdy SDCM A i D wynosi 2, więc SDCM i różnica kolorów są różne.

Poniższy rysunek przedstawia różnicę w barwie światła emitowanego przez SDCM 2 Step, 3 Stepr, 5 Step i 7 Step przy temperaturze barwowej 3000K:

Z powyższego wykresu porównawczego można zauważyć:

1. SDCM 2 Step ludzkie oczy w zasadzie nie widzą różnicy kolorów; SDCM 3 Step różnica kolorów jest mniejsza; 5 Step i 7 Step SDCM różnica kolorów jest bardziej oczywista.

2. Krok SDCM 3 jest krytyczną wartością rozpoznawania ludzkiego oka.

Eksperyment McAdama dowiódł, że tylko postrzegana różnica kolorów i odchylenie standardowe dopasowania kolorów między istnieniem zależności liniowej, trzykrotność odchylenia standardowego (tj. lokalizacja trzech kroków), jest tylko postrzeganą różnicą kolorów. Jeśli dwie współrzędne kolorów mieszczą się w 2-stopniowej elipsie McAdama (tj. w dwóch krokach), wówczas ludzkie oko z trudem dostrzega różnicę między tymi dwoma kolorami.

Różnica między kolorem odpowiadającym granicy elipsy McAdama nr 3 a środkiem elipsy McAdama nr 3 to aberracja chromatyczna wykrywalna przez ludzkie oko, a im większa jest SDCM, tym większa jest aberracja chromatyczna.

Związek między SDCM i Duv

Duv oznacza "Delta UV". Jest to kolejny wskaźnik dla świateł LED, który wskazuje różnice między kolorem światła a czystą bielą na wykresie chromatyczności. Odnosi się to do tego, czy białe światło ma zielony lub różowy odcień.

Wartość Duv może być dodatnia lub ujemna, dodatnia, gdy punkt chromatyczności źródła światła znajduje się powyżej śladu Plancka i ujemna, gdy punkt chromatyczności źródła światła znajduje się poniżej śladu Plancka. Gdy wartość Duv jest powyżej zera, nazywa się to dodatnim Duv. Kolor światła wygląda chłodniej i ma zielonkawy odcień. Analogicznie, gdy wartość Duv jest poniżej zera, światło wydaje się mieć różowawy odcień i jest ciepłe. Dlatego, aby zachować dokładność, należy zawsze wybierać zerową wartość Duv. Gwarantuje to, że kolor nie odbiega od pożądanego wyglądu CCT.

Lampy o tej samej CCT i SDCM mogą wyglądać inaczej ze względu na różne wartości Duv.

Na przykład, weźmy dwie diody LED o CCT 4000K i SDCM 1. Załóżmy, że jedna dioda ma dodatni Duv +0,003, a druga ma ujemny Duv -0,003. Teraz, mimo że mają tę samą CCT i SDCM, światło z dodatnim Duv będzie wyświetlane na zielono. W tym samym czasie światło z ujemnym Duv będzie miało cieplejszy różowy kolor.

Dlatego ważne jest, aby wziąć pod uwagę wartość Duv, aby utrzymać spójne światło.

Standard SDCM dla branży LED

Obecnie istnieją trzy główne rodzaje międzynarodowych standardów SDCM:

1. Północnoamerykański standard Energy Star

Energy Star ANSI C78.376, tolerancja kolorów ≤ 7 SDCM, zgodnie z charakterystyką LED.

Zakres temperatury barwowej	ANSI C78.377
	3 Kroki	Odległość	5 kroków	Odległość	7 kroków	Odległość
2700K	2670-2780K	110	2630-2830K	200	2580-2880K	300
3000K	2970-3120K	150	2920-3170K	250	2870-3220K	350
3500K	3360-3560K	200	3300-3650K	350	3230-3730K	500
4000K	3860-4110K	250	3770-4220K	450	3680-4330K	650
5000K	4860-5210K	350	4750-5300K	550	4650-5450K	900
6500K	6300-6800K	500	6150-6950K	800	6050-7150K	1100

2. Norma UE IEC

Standard UE ERP, tolerancja kolorów ≤ 6SDCM, zgodnie z wymaganiami technicznymi regulującymi obszar podziału LED.

Zakres temperatury barwowej	IEC 60081
	3 Kroki	Odległość	5 kroków	Odległość	7 kroków	Odległość
2700K	2680-2790K	110	2640-2840K	200	2590-2890K	300
3000K	2865-3015K	150	2820-3070K	250	2770-3120K	350
3500K	3350-3550K	200	3280-3630K	350	3210-3710K	500
4000K	3910-4160K	250	3820-4270K	450	3740-4390K	650
5000K	4810-5160K	350	4720-5270K	550	4620-5420K	900
6500K	6200-6700K	500	6100-6900K	800	5950-7050K	1100

3. Chiński standard krajowy

Chińska norma GB10682-2002, wymagania dotyczące wydajności lamp fluorescencyjnych z podwójną końcówką dla tolerancji kolorów ≤ 5 SDCM, może być stosowana jako odniesienie dla tolerancji kolorów lamp LED.

Zastosowanie SDCM w różnych rodzajach oświetlenia LED

Znaczenie SDCM jest szczególnie widoczne w niektórych zastosowaniach, takich jak oświetlenie komercyjne, ekspozycje muzealne lub wysokiej klasy dekoracja wnętrz. Scenariusze te wymagają niezwykle wysokiej spójności kolorów, aby zapewnić spójność wizualną i profesjonalizm. Zrozumienie i kontrolowanie wartości SDCM ma zatem kluczowe znaczenie dla wyboru i stosowania wysokiej jakości taśm LED i opraw oświetleniowych LED, takich jak oświetlenie architektoniczne, przestrzenie handlowe i komercyjne, a także oświetlenie domowe i biurowe.

Powszechnymi wskaźnikami, które wszyscy porównujemy przy zakupie taśm LED lub dowolnej oprawy LED, są CCT i CRI, ale problem polega na tym, że same te dwa wskaźniki nie zapewnią spójności kolorów światła. Jak omówiliśmy w powyższym przykładzie, dwie taśmy LED o tym samym CCT mogą wyglądać inaczej ze względu na wartość SDCM. Dlatego, aby zapewnić spójność kolorów, nie ma innego wyjścia, jak pominąć SDCM.

Przestrzenie wewnętrzne lub aplikacje, które wymagają dokładnego utrzymania kolorów, zazwyczaj wymagają mniej SDCM, aby zapewnić spójność kolorów i kompaktowe oświetlenie przestrzeni. Ogólnie rzecz biorąc, oświetlenie wewnętrzne najlepiej sprawdza się przy użyciu pierwszych 3 SDCM; jednak w przestrzeniach zewnętrznych oprawy LED z większą liczbą pochodnych kolorów są w porządku. W zależności od wymagań oświetleniowych można wybrać 5 SDCM lub więcej.

Zastosowanie	Sugerowane SDCM
Galerie sztuki i muzea	1-2 Krok SDCM
Placówki opieki zdrowotnej	1-2 Krok SDCM
Przestrzenie mieszkalne	1-3 Krok SDCM
Przestrzenie biurowe	3-4 Krok SDCM
Produkcja i przemysł	4-5 Krok SDCM
Oświetlenie zewnętrzne	5 lub wyższy Krok SDCM

Jak przetestować SDCM?

Zazwyczaj producenci LED używają standardu SDCM do klasyfikacji i wyboru chipów LED. Ściśle kontrolując wartości SDCM, mogą produkować światła LED o bardziej spójnej barwie. Ten proces sortowania i selekcji pomaga poprawić jakość i spójność produktu końcowego dla różnych zastosowań.

Dokładny pomiar i kontrola wartości SDCM gotowych lamp LED to wyzwanie techniczne. Wymaga specjalistycznego sprzętu pomiarowego, rygorystycznych procesów kontroli jakości i niezawodnych producentów. Producenci opraw LED stale ulepszają techniki produkcji i metody testowania, aby osiągnąć niższe wartości SDCM i lepszą spójność kolorów.

SDCM taśmy LED jest testowany przy użyciu dużej maszyny z kulą całkującą, która jest podłączona do spektrometru w celu określenia spójności kolorów chipów LED.

Wartość SDCM dla tej lampy można zobaczyć w prawym górnym rogu raportu z testu - 1,5 SDCM. Jest to wartość bardzo zbliżona do wartości standardowej.

Wnioski

SDCM ma bezpośredni i ścisły związek ze spójnością kolorów; zapewnia znormalizowany sposób pomiaru i wyrażania różnic kolorów i może obiektywnie porównywać spójność kolorów między różnymi partiami produktów LED lub różnymi producentami. Im niższa wartość SDCM, tym wyższa spójność kolorów, co jest szczególnie ważne w zastosowaniach wymagających wysokiej jakości efektów świetlnych.

W przypadku taśm LED i opraw oświetleniowych niższe wartości SDCM wskazują na lepszą spójność kolorów, co bezpośrednio wpływa na ogólną jakość i wydajność produktu. Wysokiej jakości oświetlenie LED ma zazwyczaj niską wartość SDCM, co zapewnia stałą temperaturę barwową i odcień na całej długości taśmy i od partii do partii. Ma to kluczowe znaczenie dla stworzenia jednolitego i profesjonalnego środowiska oświetleniowego.

Dla projektantów oświetlenia i użytkowników końcowych zrozumienie wartości SDCM może pomóc w dokonywaniu bardziej świadomych wyborów produktów. Zapewnia obiektywny standard oceny i porównywania spójności kolorów różnych taśm LED, dzięki czemu można wybrać najbardziej odpowiedni produkt do konkretnego zastosowania.

SDCM jest ważną matrycą zapewniającą spójność kolorów między oprawami oświetleniowymi. Należy jednak zawsze rozważyć wybór właściwej SDCM dla swoich lamp i zawsze używać lamp o niskim SDCM w pomieszczeniu. Zapewni to równomierne i spójne oświetlenie w całym pomieszczeniu. Ponadto należy kupować lampy od renomowanej marki, która testuje SDCM i utrzymuje ścisłe wartości.