Lichtmeting aan LED verlichting

Transcriptie

1 Lichtmeting aan LED verlichting Tristimulus versus Spectrale Instrumenten Theo Duncker

2 LED Lampen 1 Watt 2

3 Chromatische analyse Groen Oranje/ Geel Rood Blauw 3

4 Gekleurde LED s Relatieve Schaal 468 nm 515 nm 586 nm 643 nm 4

5 Gekleurde LED s Absolute Schaal Radiometrische waarden Blauw Groen Oranje/Geel Rood 5

6 Helderheid = Lv Blauw Groen Oranje/Geel Rood 6

7 Lichtmeters De gevoeligheid van onze ogen is niet voor elke golflengte gelijk. Als we de helderheid van het licht willen meten t.o.v. de visuele beoordeling dan zal de meter dezelfde gevoeligheid moeten hebben als ons oog. 7

8 Licht Licht is een klein deel van het gehele elektromagnetisch spectrum. Voor het menselijk oog zijn alleen de golflengten tussen 380 en 780 nm zichtbaar 8

9 Fotopische kromme Golflengte λ /nm 9

10 Gevoeligheid voor helderheid Voor monochrome rode en blauwe LED's kunnen fouten in de gemeten verlichtingssterkte van 10% worden waargenomen bij een klassieke lux meter van klasse A. Voor klasse B- apparatuur zijn fouten tot 30% mogelijk. Maar ook voor witte LED s zijn fouten in de orde van 5 of 10% mogelijk. Witte LED, CCT=6500K 10

11 Gevoeligheid voor helderheid Afwijking van de spectrale respons t.o.v. de foto-optische kromme V (λ): 11

12 Spectrale gevoeligheid De meeste kunstmatige lichtbronnen hebben steile pieken in de spectrale curve Afwijking tussen CIE standaard en spectrale gevoeligheid van filter Smalle spectrale energieverdeling 12

13 Spectrale gevoeligheid Bijvoorbeeld: LEDs Lichtmeters op basis van laminaire filters hebben meestal afwijkingen in het groen en blauw. In het blauw kan dit een factor 2 of meer zijn! 13

14 Colorimetrie Voor het meten van de helderheid is het dus vereist dat de spectrale gevoeligheid van de sensor overeenkomt met de gevoeligheid van het oog. Voor het meten van kleur geldt precies hetzelfde. 14

15 Refractie Monochromatische lichtbron (bijv. een laser) Transparent medium (bijv. glas) 15

16 Refractie Wit licht Glas 16

17 Refractie 17

18 Standard Observer Experiment Gevoeligheid van het oog voor kleur 18

19 Gevoeligheid voor kleur Colour Matching Functions CIE 1931 Standard Observer

20 Basisprincipe kleurmeter lichtbron voltmeter fotocel =X =Y filters =Z 20

21 Spectroradiometer Meet spectrale energie distributie van de lichtbron Radiometrisch, fotometrisch en colorimetrische lichtwaarden Meestal bereikt door middel van prisma's of gratings CIE Vλ curve en CIE colour matching curves opgeslagen in de software Fouten die optreden met gefilterde foto- en colori-meters worden vermeden in een spectroradiometer 21

22 Fotopische curve in spectroradiometer Geen afwijking tussen gemeten en Vλ curve! Fotopische curve wordt berekend door interne software en is daardoor zeer nauwkeurig! 22

23 Terug naar de LED s Luminantie waarden gekleurde LED s Voorbeelden (resultaten in Cd/m2 ) LED Spectrofotometer Spectral Fitting Klassiek (Filter type) Blauw Groen Geel Rood

24 Witte lichtbronnen Luminantie waarden wit licht Voorbeelden (resultaten in Cd/m2 ) Lichtbron Spectraal Spectral Fitting Klassiek (Filter type) Gloeilamp CCFL LED

25 Samenvatting Klassieke licht- en colorimeter: Betrouwbare werking met traditionele lichtbronnen (dwz gloeilampen, TL-lampen) Snelle metingen Relatief goedkoop Significante fouten in smalle-band lichtbronnen zoals LED's mogelijk Spectrofotometer: Hoge nauwkeurigheid voor alle lichtbronnen, waaronder LED's Bovendien: kleurweergave index, scotopische en mesopische waarden Evaluatie van de "binning" van LEDs Gebruiksgemak High-precision toestellen beschikbaar Duurder dan traditionele lichtmeter en colorimeter 25

26 Einde Dank u Konica Minolta Sensing Europa BV Edisonbaan 14-F Nieuwegein +31 (0)