Le principe et le calcul de base du CRI

Il est bien connu que la table des couleurs et le rendu des couleurs sont deux grandeurs importantes qui reflètent la couleur des sources lumineuses. Les sources lumineuses avec différentes distributions de puissance spectrale peuvent avoir la même table de couleurs, mais les propriétés de rendu des couleurs de plusieurs sources lumineuses avec la même table de couleurs peuvent être complètement différentes. Par conséquent, seule la combinaison de la table des couleurs et du rendu des couleurs peut pleinement refléter les caractéristiques de couleur de la source lumineuse. L'utilisation de sources lumineuses avec différentes distributions de puissance spectrale pour éclairer des objets produira des perceptions de couleurs différentes. La nature de la source lumineuse qui détermine la perception des couleurs de l'objet éclairé est appelée rendu des couleurs.

1. Concepts de base et formules de calcul
1.1 Système RVB
Définition de trois couleurs primaires : Toutes les couleurs de lumière peuvent être formées en mélangeant certains trois types de lumière monochromatique dans une certaine proportion, mais aucun de ces trois types de lumière monochromatique ne peut être produit en mélangeant les deux autres types de lumière, ces trois types de lumière monochromatique sont appelés pour les trois couleurs primaires. En 1931, la CIE a stipulé que les trois couleurs primaires du système RVB sont le rouge (R) : 700 nm, le vert (G) : 546 nm et le bleu (B) : 435.8 nm. Dans le système RVB, une lumière blanche d'égale énergie peut être obtenue en mélangeant selon la formule suivante :

FR : FG : FB =1 : 4.5907 : 0.0601 (1-1)

Ainsi, le résultat du mélange de couleurs peut être exprimé mathématiquement comme

IFI = 1R + 4.5907G + 0.0601B (1-2)

IFI représente le flux lumineux après mélange des couleurs, et R, G, B sont appelés valeurs tristimulus.
Afin de faciliter le calcul et de comprendre plus intuitivement les caractéristiques de couleur des sources lumineuses, l'introduction de

Ces trois quantités sont appelées coordonnées de chromaticité ou coordonnées de couleur. Parce que r + g + b = 1, tant que les deux valeurs des coordonnées de couleur sont connues, la troisième peut être obtenue, c'est-à-dire que la chromaticité peut être représentée par un diagramme plan, qui est le diagramme de chromaticité. Le calcul de la valeur tristimulus peut être calculé par le formulaire suivant

où P est la distribution de puissance spectrale de la source lumineuse, et r, g et b sont les valeurs tristimulus spectrales de l'observateur de chromaticité standard du système CIE-RGB 1931, respectivement.

1.2 Système XYZ
Les valeurs négatives des couleurs primaires sont nécessaires pour correspondre à certaines couleurs du spectre visible dans le système RVB et ne sont pas pratiques à utiliser, de sorte que la Commission internationale de l'éclairage a adopté un nouveau système de couleurs, le système 1931 CIE XYZ. Selon le système RVB CIE de 1931, le système envisage trois couleurs primaires (X), (Y), (Z) pour représenter les trois couleurs primaires d'origine (R), (G), (B), les valeurs tristimulus du système XYZ et RVB système tristimulus valeurs la relation est la suivante

Les coordonnées de chromaticité dans le système XYZ sont déterminées par

1.3 Espace colorimétrique uniforme CIE1960
Dans un diagramme de chromaticité xy, des distances égales de différentes parties ne représentent pas des différences de chromaticité visuellement égales. Pour pallier cette lacune, McAdam a introduit un nouveau diagramme de chromaticité UV à chromaticité uniforme. La relation entre les coordonnées de chromaticité uniforme u, v et x, y comme ci-dessous :

L'adaptation chromatique de la source lumineuse K à mesurer étant différente de celle de l'illuminant de référence r, les coordonnées chromatiques de la source lumineuse à mesurer doivent être ajustées aux coordonnées chromatiques de l'illuminant de référence, et cet ajustement des coordonnées chromatiques devient le changement de couleur adaptatif. Calculez le changement de couleur à l'aide de la formule suivante :

C, d de la source lumineuse à mesurer, Cr, dr de l'illuminateur de référence et Ci, di de chaque échantillon de couleur sous la source lumineuse à mesurer sont calculés par la formule suivante :

1.4 Calcul de la différence de couleur
Pour calculer la différence de couleur ΔEi, convertissez d'abord les données de chromaticité en coordonnées spatiales unifiées 1964 et utilisez la formule suivante :

De cette manière, la formule suivante peut être utilisée pour calculer la différence de couleur du même échantillon de couleur i lorsque la source lumineuse à mesurer et l'illuminateur de référence sont utilisés respectivement.

1.5 Indice de rendu des couleurs
L'indice de rendu des couleurs Ri d'un certain échantillon de couleur i devient l'indice de rendu des couleurs spécial, qui est calculé par la formule suivante.

L'indice général de rendu des couleurs Ra est calculé par la moyenne arithmétique de 8 indices spéciaux de rendu des couleurs (i=1, 2, …, 8)

2. Analyse de cas
Scannez une lampe fluorescente auto-ballastée avec un système d'analyse spectrale pour obtenir sa distribution de puissance spectrale. Les données sont présentées dans le tableau suivant.

Calculé à l'aide de la formule (1-4) : R=89.291, G=118.229, B=115.919
Calculez ensuite les valeurs tristimulus dans le système XYZ par la formule (1-5): X = 585.272, Y = 639.013, Z = 655.166
Les coordonnées de chromaticité du système XYZ sont obtenues par la formule (1-6) : x=0.3115, y=0.3402
À l'aide de la formule (1-7), les données de chromaticité sont converties des valeurs (X, Y, Z, x, y) sous CIE1931 aux coordonnées 1960 (u, v) : u = 0.1929, v = 0.3159

À partir de la distribution de puissance spectrale mesurée et du facteur de luminosité spectrale des couleurs de test 1 à 8, calculez les coordonnées de chromaticité des couleurs de test n ° 1 à 8 sous la source lumineuse et obtenez l'ui, vi correspondant selon (1-7 ).

Calculez C = 2.0506, d = 2.0825 et Ci, di à partir de la formule (1-9), puis calculez les coordonnées de couleur ui' et vi' sous la source lumineuse après le réglage de l'adaptation des couleurs par la formule (1-8) .

Calculez le ' * Ui , ' * Vi et ' * Wi *' de l'échantillon de couleur sous la source lumineuse de l'équation (1-10).

• Calculez la différence de couleur ΔEi de chaque échantillon de couleur sous la source lumineuse et l'illuminateur de référence à partir de la formule (1-11)
• Calculer l'indice spécial de rendu des couleurs Ri de chaque échantillon de couleur de (1-12)
• Calculer l'indice de rendu des couleurs moyen Ra=79.9 à partir de (1-13)

3. Solution pour tester l'indice de rendu des couleurs par LISUN
3.1 Option 1 (convient aux clients de laboratoire ou aux clients d'usine de LED qui nécessitent une précision de test relativement élevée)
LPCE-2 Le système de test LED à spectroradiomètre à sphère intégré est destiné à la mesure de la lumière des LED simples et des produits d'éclairage LED. La qualité des LED doit être testée en vérifiant leurs paramètres photométriques, colorimétriques et électriques. Selon CIE 177, CIE84,  CIE-13.3, IES LM-79- 19, Ingénierie optique-49-3-033602, RÈGLEMENT DÉLÉGUÉ (UE) 2019/2015 DE LA COMMISSION, IESNA LM-63-2 et ANSI-C78.377, il recommande d'utiliser un spectroradiomètre matriciel avec une sphère d'intégration pour tester les produits SSL. Le LPCE-2 le système est appliqué avec LMS-9000C Spectroradiomètre CCD de haute précision ou LMS-9500C Spectroradiomètre CCD de qualité scientifique et sphère d'intégration moulée avec base de support. Cette sphère est plus ronde et le résultat du test est plus précis que la sphère d'intégration traditionnelle.

3.2 Option 2 (convient aux petites usines de LED ou aux clients avec un budget insuffisant et non requis pour les exigences de haute précision)
LPCE-3 est un spectroradiomètre CCD intégrant un système compact Sphere pour les tests de LED. Il convient aux mesures photométriques, colorimétriques et électriques des luminaires à LED simples et à LED. Les données mesurées répondent aux exigences de CIE 177, CIE84,  CIE-13.3, RÈGLEMENT DÉLÉGUÉ (UE) 2019/2015 DE LA COMMISSION, IES LM-79- 19, Ingénierie optique-49-3-033602, IESNA LM-63-2, ANSI-C78.377 et normes GB.

4. Rapport de test

5. Conclusion
Le degré auquel la source lumineuse présente la couleur primaire naturelle de l'objet est l'indice de rendu des couleurs de la source lumineuse. Il ne fait aucun doute que l'indice de rendu des couleurs est une grandeur très importante pour mesurer les caractéristiques de couleur de la source lumineuse. À une époque où les ordinateurs sont très populaires, le calcul de l'indice de rendu des couleurs a été écrit dans le programme informatique avec le spectromètre, qui peut être lu directement, mais encore faut-il comprendre le processus de calcul de l'indice de rendu des couleurs.

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Nos principaux produits sont Goniophotomètre, Intégration de Sphère, Spectroradiomètre, Générateur de surtension, Pistolets simulateurs ESD, Récepteur EMI, Équipement de test CEM, Testeur de sécurité électrique, Chambre environnementale, Chambre de température, Chambre climatique, Chambre thermique, Test de pulvérisation de sel, Chambre d'essai de poussière, Essai imperméable, Test RoHS (EDXRF), Test du fil incandescent et Test de flamme d'aiguille.

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Mots clés:LPCE-2 (LMS-9000) , LPCE-3