Study of the quality of color transfer of led lamps and lamps
Abstract
The results of the study of color parameters of LED lamps and fixtures entering the Ukrainian market are presented in the paper. The purpose of the research was to determine the quality of color rendering using different techniques - CRI, CQS and TM 30-18, as well as to deviate the color of the lamps and luminaries from their nominal values, set by regulatory documents. The requirements for the color of LED lamps and fixtures, as well as the problems of estimating the quality of color rendering using the CRI methodology and the main provisions of the new techniques- CQS and TM 30-18 are considered. Color parameters (color coordinates, correlated color temperature (СCT), deviation of color coordinates from nominal values in the degrees of McAdam ellipses) and color quality indices by CRI, CQS and TM 30-18 methods were calculated on the basis of spectral measurements carried out using MK 350 S Premium, which has software to automatically calculate the above parameters. LED luminaries and incandescent lamps have been shown to have a correlated color temperature (CСT) mainly in the range of 3000-6600 K with deviation of color coordinates from the nominal normalized values to the 7-step McAdam ellipses. The color deviations of the outdoor lighting fixtures reach 20 degree ellipses. The total color rendering index of the investigated lamps and lamps is in the range of 66-93 units. The differences between the results of the CRI (Ra ) color rendering quality assessment compared to the CQS (Qa ) and TM 30-18 (Rf) estimation (in the Ra range from 66 to 90 units) are generally insignificant. For Ra> 90, the CRI method overestimates Ra by more than three. It is noted that LED products on the Ukrainian market by the level of color parameters are significantly inferior to the level of products of leading world manufacturers, which provide deviations of color coordinates from nominal values within 3-step McAdam ellipses and color rendering with Ra≥80. The paper also makes recommendations on the use of methods for evaluating the color rendering of LED products. For LED products with high color rendering quality, it is not enough to use the CRI technique. CQS and TM 30-18 should be used additionally.
References
2. СІЕ158:2009. Ocular Lighting Effects on Human Physiology and Behaviour. СІЕ158:2009 [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.tib.eu/en/search/id/TIBKAT%3A63887498X/Ocular-lightingeffects-on-human-physiology-and/ (дата звернення: 14.11.2019). – Назва з екрана.
3. Справочная книга по светотехнике / под ред. Ю. Б. Айзенберга. – 3-е изд. переработ. и допол. – Москва : Знак, 2006. – 972 с.
4. Луизов А. В. Цвет и свет / А. В. Луизов. – Ленинград : Энергоатомиздат, 1989. – 256 с.
5. Модулі світлодіодні для загального освітлення. Вимоги до робочих характеристик ((EN 62717:2017, IDT; IEC 62717:2014, MOD) : ДСТУ EN 62717:2018. – [Чинний від 2019-01-01]. – Київ : Держспоживстандарт України, 2013. – VІ, 65 с. – (Державний стандарт України).
6. Лампи світлодіодні з умонтованим пускорегулювальним пристроєм для загального освітлення на напругу понад 50 В. Вимоги до робочих характеристик (EN 62612:2013, IDT) : ДСТУ EN 62612:2017 / [Чинний від 2017-01-01]. – Київ : Держспоживстандарт України, 2013. – VІ, 14 с. – (Державний стандарт України).
7. Робочі характеристики світильників. Частина 2-1. Додаткові вимоги до світлодіодних світильників (EN 62722-2-1:2016, IDT; IEC 62722-2-1:2014, MOD) : ДСТУ EN 62722-2-1:2018 / [Чинний від 2019-01-01]. – Київ : Держспоживстандарт України, 2018. – VІ, 26 с. – (Державний стандарт України).
8. Світильники зі світлодіодними джерелами світла. Загальні технічні умови : ДСТУ 8546:2015. – [Чинний від 2017-01-01]. – Київ : Держспоживстандарт України, 2018. – VІ, 38 с. – (Державний стандарт України)
9. Колориметрія (CIE 015:2004, IDT) : ДСТУ CIE 015:2017 / [Чинний від 2019-01-01]. – Київ : Держспоживстандарт України, 2019. – 20 с. (Національний стандарт України).
10. Метод вимірювання та визначення кольоропередавання джерел світла (CIE 013.3-1995, IDT) : ДСТУ СІЕ 013.3:2017. – [Чинний від 2019-01-01. – Київ : Держспоживстандарт України, 2019. – 47 с. (Національний стандарт України).
11. Мальков М. Метрики цветопередачи – в поисках лучшего. Ч. 2. Так все же лучше два индекса Rа и GA / М. Мальков // Современная светотехника. – 2013. – № 3. – С. 59–62.
12. Мальков М. Метрики цветопередачи – в поисках лучшего. Ч. 4. Компьютерные и визуальные оценки применимости шкалы CQS / М. Мальков // Современная светотехника. – 2013. – № 6. – С. 62–67.
13. Colour rendering of white LED light sources (Кольоропередача білих світлодіодних джерел світла) : СІЕ 177:2007 [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.techstreet.com/mss/products/preview/1320305 (дата звернення: 14.11.2019). – Назва з екрана.
14. Yoshi Ohno. Rationale of color quality scale [Електронний ресурс] / Yoshi Ohno, Wendy Davis. – Режим доступу: https://www.digikey.si/en/articles/ techzone/2011/may/rationale-of-color-quality-scale (дата звернення: 14.11.2019). – Назва з екрана.
15. Pramod Bhusal Performance of different colour quality metrics proposed to CIE TC 1-91 [Електронний ресурс] / Pramod Bhusal, Rajendra Dangol // Bhusal and R. Dangol / International Journal of Sustainable Lighting. – 2017. – 20. – P. 91–103. – Режим доступу: https://research.aalto.fi/files/17381713/Bhusal_etal_IJSL_2017_19_91.pdf (дата звернення: 14.11.2019). – Назва з екрана.
16. Illuminating Engineering of North America. IES-TM-30-15 Method for Evaluating Light Source Colour Rendition. New York, NY: IESNA, 2015. – 26 p.
17. Illuminating Engineering of North America. IES-TM-30-18 Method for Evaluating Light Source Colour Rendition. New York, NY: IESNA, 2018. – 34 p.
18. Наружное зональное освещение. Обзор на основе данных LED Lightion // Современная светотехника. – 2013. – № 4. – С. 37–42.
19. Внутреннее освещение. Отчет LED Lighting Facts 2014 // Современная светотехника. – 2015. – № 2. – С. 3–9.
20. Внутреннее общее освещение // Современная светотехника. – 2014. – № 6. – С. 8–13.
21. Рейтинг светодиодных ламп-ретрофитов // Современная светотехника. –2013. – № 5. – С. 9–22.
22. Испытание ламп GE, IEK и Uniel с цоклями У27, Е14 // Современная светотехника. – 2014. – № 5. – С. 70–73.
23. Вимірювання світловипромінювальних діодів (CIE 127:2007, IDT) : ДСТУ ІЕС 127:2017. – [Чинний від 2018-01-01]. Київ : Держспоживстандарт України, 2017. – 98 с. – (Державний стандарт України).
24. Лампи люмінесцентні двоцокольні. Вимоги до робочих характеристик (IEC 60081:2001, IDT) : ДСТУ IEC 60081:2007. – [Чинний від 2010-01-01]. Київ : Держспоживстандарт України, 2007. – 24 с. – (Державний стандарт України).
