CRI élevé et faible rapport M/P : pouvez-vous avoir les deux dans l'éclairage LED ?
Récemment, un concepteur lumière nous a parlé d'un travail pour lequel le client avait deux demandes. Pour rendre avec précision les œuvres d'art, l'éclairage de la galerie devait être d'au moins 95 CRI. Afin de protéger la santé des visiteurs, il a fallu réduire l'exposition à la lumière bleue. Ces deux demandes s’opposent. Cet article explique pourquoi c'est le cas et propose des solutions.
Le désaccord entre deux mesures utiles
Un faible rapport M/P et un CRI élevé sont idéaux. Le problème est qu’il est physiquement difficile de réaliser les deux avec une seule source de lumière statique. Vous devez comprendre ce que chaque mesure mesure réellement afin de comprendre pourquoi.
Lorsqu'une source lumineuse a un IRC élevé, elle révèle avec précision les couleurs des objets par rapport à une lumière de référence. Un score supérieur à 90 est considéré comme exceptionnel. Ceci est crucial pour les situations où la fidélité des couleurs est importante, comme les expositions d'art, les présentoirs de vente au détail et les examens médicaux.
L'effet possible de la lumière sur le rythme circadien est mesuré par le rapport M/P, qui signifie lux mélanopique sur lux photopique. Une énergie de lumière bleue moindre par rapport à la luminosité perçue est indiquée par un rapport M/P plus faible. Cela s’applique aux salles d’hôpital, aux chambres et à toute zone utilisée la nuit.
Le compromis-La physique du compromis
Le processus de fabrication de la lumière LED est à l’origine du conflit. Un très faible rapport M/P d'environ 0,12 peut être atteint en utilisant une LED à faible CRI, telle qu'une LED orange avec unspectre étroit de 590 nm. La courbe photopique, qui mesure la luminosité, représente la majorité de son énergie, tandis que la courbe mélanopique, qui mesure la lumière bleue qui provoque la vigilance, en représente très peu. Cependant, cette LED orange n'est pas adaptée à un éclairage général en raison de son mauvais rendu des couleurs.
Les fabricants doivent ajouter plus de longueurs d'onde pour augmenter le CRI. Le rendu des couleurs chaudes est rehaussé par le rouge et le rouge profond. Les tons froids sont affectés par les lacunes du spectre comblées par les longueurs d’onde cyan et bleues. Le spectre devient plus complet et le CRI augmente lorsque des longueurs d'onde supplémentaires sont ajoutées. Cependant, il y a également une augmentation de l’énergie sous la courbe mélanopique.
C'était directementtesté par Waveform Lighting. Ils ont comparé une lampe halogène avec un CRI parfait de 100 avec trois lampes LED 3 000 K avec des valeurs CRI de 82, 91 et 97. Des rapports M/P de 0,513, 0,546, 0,548 et 0,581 ont été trouvés dans les données. Le ratio M/P a augmenté parallèlement au CRI. Il y aura toujours plus d’énergie de lumière bleue dans un spectre plus large.
La limitation du choix statique
Toute source de lumière statique unique nécessite un compromis en raison de cette limitation physique. Une excellente couleur et une plus grande stimulation circadienne sont fournies par une lampe à haut -CRI et à haut-M/P. Bien que la lumière bleue soit réduite avec une lampe à faible -CRI et faible-M/P, les couleurs semblent erronées et sans vie.
L'importance de ceci est démontrée dans une chambre de patient d'hôpital. Pour analyser efficacement le teint de la peau et la cicatrisation des plaies à 10 heures du matin, un médecin a besoinIRC 95lumière à 4000K. Pour encourager l’attention, la lumière doit avoir un rapport M/P plus élevé. Pour favoriser un sommeil confortable à 22 heures, le même patient a besoin d'une lumière CRI de 95 à 2 700 K avec un faible rapport M/P. Dans une même salle, un même jour, deux demandes spectrales tout à fait distinctes se font jour.
L'éclairage blanc dynamique est la réponse
La solution à ce dilemme est de cesser de considérer la lumière comme statique. Des LED blanc froid et chaud sont combinées dans des systèmes LED multi-canaux pour créer un blanc dynamique, également appelé blanc accordable. Pour créer n'importe quelle température de couleur le long de la courbe Planckienne, un système de contrôle modifie le mélange.
Le contenu spectral bleu diminue considérablement lorsqu'un système de blanc réglable passe de 4 000 K à 2 700 K. Parce que moins d'énergie de longueur d'onde courte- est libérée, le rapport M/P diminue naturellement. La lumière a un effet circadien nettement moindre et est visuellement chaude à 2 700 K. Il est visuellement plus attrayant et plus frais à 4 000 K.
Le plus grand avantage est que le CRI reste élevé sur l’ensemble du spectre. Le rapport M/P change en fonction de la température de couleur, et un système de blanc réglable bien conçu peut maintenir un IRC de 90 ou plus entre 2 700 K et 5 000 K.
Un cadre pour la conception circadienne
Différents programmes d'éclairage sont requis pour différents emplacements. Les recommandations énumérées ci-dessous servent de base aux spécifications de conception.
Pour la vigilance, les environnements de bureau bénéficient de 4 000 K à 90 CRI minimum le matin et de 3 000 K en fin d'après-midi. Les chambres des patients des établissements de santé doivent utiliser 4 000 à 5 000 K pendant les examens tout au long de la journée et 2 700 K après 20 heures, avec un minimum de 90 CRI pendant toute la durée. Pendant les heures de bureau, les galeries d'art et les établissements de vente au détail peuvent utiliser entre 3 500 K et 4 000 K, passant à des tons plus chauds si les événements ont lieu en soirée. Avec tous les réglages à 90 CRI ou plus, les chambres résidentielles devraient utiliser 4 000 K le matin et 2 700 K ou moins après le coucher du soleil.
Assurez-vous que le CRI reste supérieur à 90 sur toute la plage de température de couleur lorsque vous choisissez des produits pour une installation blanche dynamique. Vérifiez la compatibilité avec votre système de contrôle (protocoles DALI, DMX ou sans fil) et confirmez la plage de gradation. De plus, assurez-vous qu'à tous les paramètres de gradation, la combinaison pilote et LED produit de véritables performances sans scintillement-.
Le choix entre un rapport M/P faible et un IRC élevé ne fait plus débat. Les deux ne peuvent pas être délivrés simultanément par une seule ampoule statique. Cependant, un système intelligent peut fournir les deux à différentes périodes de la journée, en adaptant le spectre approprié à l’activité appropriée au moment approprié.
FAQ
Q : Les LED à CRI élevé produisent-elles vraiment plus de lumière bleue ?
R : Une LED à CRI plus élevé a généralement un spectre plus complet, qui comprend plus d'énergie sur toutes les longueurs d'onde visibles, à la même température de couleur. Les tests ont montré que cela conduit souvent à un rapport M/P légèrement supérieur par rapport à une LED à CRI inférieur. Même si elle n’est pas significative, la différence est mesurable.
Q : Est-il possible d'obtenir une seule ampoule LED avec un rapport M/P extrêmement faible et un CRI de 95 ?
R : Pas du tout. L'énergie est inévitablement ajoutée dans la région bleue par la mécanique de production d'un spectre complet pour un IRC élevé. Une ampoule à CRI élevé de 2 700 K peut avoir un rapport M/P raisonnablement faible car la teneur en bleu est déjà assez faible à une température de couleur chaude comme 2 700 K. Cela devient beaucoup plus difficile à réaliser autour de 4000K.
Q : Quel est le rapport M/P idéal pour une chambre ?
R : Choisissez des ampoules blanc chaud avec une température de 2 700 K ou moins pour une utilisation le soir. Le rapport M/P est naturellement inférieur à ces températures de couleur, généralement inférieur à 0,45. Le secret est d’utiliser une lumière M/P plus chaude et plus faible à mesure que la nuit approche et une lumière M/P plus froide et plus élevée pendant la journée.
Q : Les ampoules intelligentes résolvent-elles le problème entre M/P et CRI ?
R : La méthode de variation-à-chaude utilisée par la majorité des ampoules intelligentes grand public réduit la température de couleur lorsqu'elle est atténuée, mais ne garantit pas un excellent IRC à tous les réglages. Un système de blanc réglable spécialisé avec un IRC spécifié sur l'ensemble du spectre constitue la méthode fiable pour contrôler à la fois la qualité des couleurs et l'influence circadienne dans les projets professionnels.
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