Å beskrive/definere lysstyrke som Candela (cd), nit, lumen eller annen enhet er ikke mulig å gjøre uten å gjøre en liten teknisk beskrivelse av hvordan lysstyrken er definert. Men mange av oss med elektronikk bakgrunn har ikke like mye kompetanse som de som har studert fysikk på dette området. Beskrivelsen nedenfor blir derfor i større grad en slags populærvitenskaplig beskrivelse der det er inkludert en del praktiske eksempler. Beskrivelsen på denne sider er gjort fordi vi som leverandør og designer av visualiseringsløsninger som f.eks. LCD/LED skjermer har fått forespørsler på dette og vi har derfor valgt å forsøke å forklare dette med lys etter beste evne. Hvor langt en bør gå mht å beskrive den tekniske definisjonen er nok mer av akademisk interesse enn en praktisk mulighet til å gjennomføre en test nøyaktig uten helt spesielle måleinstrumenter og miljø forøvrig. For de fleste av oss vil den lysstyrken som blir oppgitt fra fabrikantene bli noe vi bare må akseptere i de aller fleste situasjoner. Også den teoretiske beskrivelsen burde vi overlatt til de som har dette som spesialområde, men da det er lite med norsk litteratur på dette området velger vi å lage vår egen.
Enkelte beskrivelser av mye brukte begrep:
Lumen:
Den lysstyrken som blir avgitt av lyskilden. Den sier altså veldig lite mht hvor sterkt lyset blir der vi oppholder oss (feks. sammenliknet med candela beskrevet lenger ned). Dette er fordi vi opplever lyset som frem til øyet som vesentlig svakere for det både taper styrke på veien og fordi det reflekteres dårlig av den overflate vi ser på (f.eks. et bord). Maler vi rommet svart vil vi oppleve rommet som dårligere belyst enn om vi malte det hvit. Hvis vi sier at «styrken på én lysstråle» har en bestemt lengde vil Lumen være alle disse lengdene til sammen målt ved lyskilden (lyspæren).
Lux:
Den totale lysstyrken et spesifikt punkt blir belyst med. F.eks. kan dette være en målte lysstyrken på et bord hjemme eller på jobben (mens lumen er den lysstyrken som opprinnelig ble sendt ut av lampen/lampene).
Candela:
Candela er den enheten som ofte benyttes for å beskrive lyset over en gitt flate en meter fra kilden (dvs 1 meter fra en LCD skjerm). Dette gjør at candela aldri benyttes fom måleenhet for lyset fra en projektor fordi lerret vil dempe mye av lyset og spre det samtidig som at noe av lyset vil bli absorbert og dermed forsvinner. Lumen tar ikke for seg lyset som referer til hva som når frem til et spesifikt punkt slik Candela gjør og dette gjør det vanskelig å sammenlikne de to måleenhetene.
Ansi Lumen:
Derimot vil f.eks Ansi lumen fortelle noe om hvor mye lys som treffer et lerret om kilden (projektoren står 1 meter unna. Men hvor mye som blir reflektert og målt f.eks. 1 meter fra lerretet (om vi skal sammenlikne med Candela og en LCD skjerm) er umulig å si på generelt grunnlag. Dette er beskrevet noe mer utfyllende på vår nettside som omhandler lys fra projektor.
Flux:
I tillegg har vi begrepet Flux som er et uttrykk for hvor mye lys, uansett retning som omgivelsene blir belyst med. Dette er altså total avgitt effekt fra en lyspære eller tilsvarende. Den relaterer seg altså ikke til noen måleenhet men er en beskrivelse som er nødvendig for å kunne beregne lysstyrken.
Lenger ned har vi satt opp en samling med begrep som beskriver flere måleenheter og forholdet mellom disse.
I utgangspunktet ble Candela definert som lyset fra en stearinlys på 1 meters avstand, men senere omdefinert som gløden fra smeltet Platinium. Dagens definisjon er imidlertid nært beslektet med utstrålt effekt (watt eller Joule pr. sekund). Candela er derfor ikke lenger nødvendig som en definisjon på lysstyrke, men er etterhvert blitt definert som den offisielle måleenheten for lys i SI systemet (SI systemet står for Système International d’Unités, og er det mest utbredte målesystemet i verden).
I noen land benyttes benevnelsen NIT. Tallverdier oppgitt i NIT er identisk med tallverdier oppgitt i Candela. Benevnelsen NIT kommer fra det latinske ordet «Nitor» som betyr «lysstyrke» eller fra «nitere» som betyr «å skinne».
Lys og lysintensitet i sammenheng med farger og frekvenser
Ovennevnte frekvenser er et estimat fordi noen mennesker kan se et videre spekter og andre et mindre spekter. Men det ligger ofte på de frekvenser som er beskrevet. Vi kan med andre ord ikke si at de nevnte frekvenser er en endelig grense fordi vi mennesker er så forskjellig og grenseverdiene er forskjellig. Lenger ned har vi beskrevet litt mht lysstyrke. Men selv frekvenser + lysstyrke i lumen/candela, lux eller watt er ikke nok til å beskrive den lysstyrken vi ser.
Det menneskelige øye oppfatter både lys styrke annerledes både mht intensitet og frekvens. Nedenfor er en graf som beskriver hvordan vi mennesker oppfatter de forskjellige frekvensene og styrken på lyset. Dette betyr i praksis at grønt og gult er 2 farger/frekvenser som er forholdsvis lett å se, og behøver derfor ikke like mye tilført effekt for å gi et like sterk synsopplevelse som f.eks. blått. Av samme grunn benyttes det ofte blått lys (enkelte ganger rødt lys) i miljø der det er mørkt og en ikke vil at brukeren skal miste nattsynet pga lyset, etc. Typiske miljøer for dette er lys i instrument panelet i bilen. farger/lamper på broen på en båt eller farger/lamper som benyttes i et flytårn.
Tegningen viser opplevelsen av lysintensitet basert på farge/frekvens og hvordan grønn/gul farge oppleves som mye sterkere enn f.eks blå selv med samme energitilførsel (watt)
Tradisjonelt har watt ikke blitt brukt som beskrivelse av lysintensitet ettersom det menneskelige øyet har forskjellig følsomhet for farger, spesielt blå og rød farge sammenliknet med de andre. Inntrykket av disse fargene gjør dypt inntrykk på de som ser dem, men i forhold til gul-grønne farger er det behov for større effekt (watt) for at inntrykket skal nå frem til hjernen. Pga dette er Candela nå definert som en spesifikk frekvens, dvs ensfarget. Dette blir egentlig litt feil ettersom de fleste av oss ikke vil kjøpe en lampe som kun gir èn av frekvensen, og sammenlikning med visuelt lys vil derfor bli feil. Som du vil se lenger ned vil valget av frekvens tilsi at lysstyrke vil kunne oppfattes forskjellig, avhengig av f.eks. om det er snakk om rødt eller grønt lys. En god fargegjengivelse for hele det synlige frekvensområdet er viktig for å få en best mulig kontrast og en god virkelighetsopplevelse. De fleste av oss kan se krisen ved at en båtfører av en hurtiggående eller stor båt f.eks. ikke ser forskjell på f.eks. blått og brunt (om dette er fargene som benyttes) for å skille landområder mot havområder.
Om vi ser litt tilbake på dette med gult og grønt, og vi samtidig ser på dette med lett synlighet, vil det rent teknisk være en god grunn for å velge gult og grønt som de nye fargene på ambulansene, brannbiler og andre utrykningskjøretøy. Dette er en vurdering gjort innen EU. Men som vi har skrevet i enkelte andre artikler som omhandler våre LCD skjermer, må en også vurdere kontrast for å gjøre en tekst lett leselig. Det samme vil være tilfelle for å gjøre et objekt lett synlig, og jeg håper også dette har vært vurdert da EU valgte de nye fargene på de aktuelle bilene.
Den tekniske definisjonen av Candela (cd) er “lysets intensitet i en gitt retning fra en kilde som avgir en frekvens på ca 550 x 1012 Hz og har dermed en radiant intensitet i en retning på 1/683 watt pr. Steradian (3D romvinkelen med toppunkt i sentrum av en kule, dvs en slags 3 dimensjonal versjon av en radian ). For de fleste av oss sier ikke dette uttrykket oss noe som helst, men må sees i sammenheng med resten av teksten på denne siden.
Frekvensen beskrevet ovenfor er imidlertid den frekvensen øyet er mest sensitiv for og en farge som defineres som en blanding av gult og grønt ihht den grafiske fremstillingen øverst, men ettersom bølgelengden vil variere med hvilke medium lyset passerer/brytes (luft, vann, glass, vakuum, etc.) kan vi ikke definere bølgelengden som grønn om vi ikke går til den opprinnelige kilden. Definisjonen er imidlertid det som beskrives som 1 Lumen.
Teknisk beskrivelse av beregning av lysstyrke
Tallet 1/683 er en referanse til effekten målt i watt 1 cm2 fra smeltet Platinium. Såfremt et måleinstrument kalibreres ved en frekvensen på ca 550nm vil instrumentet kunne si hvor stor lysstyrke ihht hvordan det menneskelige øyet oppfatter lysstyrken.
Steradianen (eller «romvinkel») er en konisk spredning av lyset fra en kjerne som vil belyse 1 m2 av den indre overflaten av en sfære på 1 m i radius rundt kjernen. Det tas videre utgangspunkt i at lyset, uavhengig av vinkel, har samme intensitet. I realiteten stemmer ikke dette da det er avhengig av både sektorens størrelse og sensorens størrelse og vinkel. En lyskilde avgir en lysintensitet i en gitt retning målt i candela i det belyste arealet. Produsenter av lamper/lysrør angir imidlertid angir imidlertid lysstyrken i alle retninger, og som oftest ved lyskilden. Tegningen nedenunder viser en gul lysstråle som avgir 375 candela i en vinkel på ca 32 grader fra aksen. Lysstyrkens intensitet i retningen rett frem er på tegningen ca 460 candela.
Avgitt lys er ikke det samme som sensoren detekterer som kildens lysstyrke ettersom avgitt energi er definert som energi innenfor en gitt definert vinkel uavhengig av avstand til kilden. Pga dette vil lyset fra en liten kilde, f.eks. fra en halogen pære, bli sett på som intens selv om det kun er snakk om 1 Candela, mens lyset fra et stearinlys vil bli sett på som et lys med moderat lysstyrke fordi kilden med en blafrende flamme vil være vesentlig annerledes enn en lyspære, og fordi Candela referer seg til lyset på det opplyste arealet og ikke kilden.
Diagrammet ovenfor beskriver kun lysstyrken som er avgitt fra et visst punkt. Når en overfører den verdien avgitt lys gir til et objekt på hvilken som helst avstand vil den energien som treffer objektet beskrives som Lumens pr kvadratmeter, enklere beskrevet som Lux.
Candela verdien i tegningen ovenfor basert på ca 32 grader er 375 candela. Dette korresponderer med 375 lumens som blir avgitt i et konisk område ved en bestemt radian ved 1 meter fra kilden. Hvis det var et objekt på dette punktet ville det blitt belyst med 300 lumen pr kvadratmeter. For å lese lysstyrken ut av dette skjema, vil et objekt på 3 meters avstand bli belyst med 375 candela delt på 32 (dvs. 9). 3 er valgt fordi det er på 3 meters avstand.. 375/9 (ca 41,7) er da lysstyrken 3 meter fra kilden. Dette er Lux verdien.
En konverteringstabell mellom de forskjellige standardene for lysstyrke vil se slik ut:
1 footcandle = 1 lumen per square foot
1 footcandle = 10.76 lumen / sq-m
1 footcandle = 10.76 lux
1 lumen = 1/683 watts @ 550nm
1 Lux = 1 lumen / sq-m
1 watt second = 1 joule = 107 ergs
1 lumen = 0,08 candela = 0,08 nit
1 lambert = 3,183 cd / sq-m
1 footlambert = 3.426 cd / sq-m
1 candela / sq-ft = 10.76 cd / sq-m
Å måle Lys som f.eks. lysstyrke og frekvenser (farger)
Å måle lysstyrke og farge på en god måte krever gode instrumenter som er forholdsvis dyre. Men det finnes nå en mengde «app’er» som kan lastes ned å benyttes som et estimat. Vi vil imidlertid presisere at denne metoden ikke er egnet til profesjonelt bruk. Hovedårsaken til dette er at produsenter av f.eks. mobiltelefoner som oftest ikke legger store ressurser i å kalibrere lyssensorene som benyttes for telefonen sendes ut. Heller ikke frekvens/fargegjengkjenning er prioritert før telefonene sendes fra fabrikk. Det er imidlertid mulig å laste ned app’er som også kalibrerer telefonens lysfølsomhet, men fortsatt er det ikke bra nok til profesjonelt bruk.
Reflekser
Vi kommer ikke unna reflekser og problemene med dette når vi snakker om lysstyrke. Refleksjonsindeksen for glass er ca 1,5 mens refleksjonsindeksen for vann er ca 1,33. Generelt sett er glass og vann en dårlig reflektor (ca 4% av lyset reflekteres i glass). Dette betyr at vi gjerne ser gjennom glasset i motsetning til speil som har et belegg på baksiden som hindrer oss å se gjennom. Dette betyr ofte at om vi legger glaset på en plan flate vil vi få en større speileffekt og hvis det oppstår et forholdsvis tynt lag med van vil det også oppstå en større speileffekt. Om vi belyser en glassplate vil vi nå en kritisk vinkel på ca 41,8°. For luft og vann blir tilsvarende brytning på 48,7° om vi bruker «Snells lov» om reflektert lys. Snells lov sier at den kritiske vinkelen for lysstråler inn mot en overflate ɸinn = sin-1 (nl/nv). der ɸ er innfallsvinkelen, nl er brytningindeksen for luft og nv er brytningindeksen for vann.
Gatebelysning og belysning fra biler
Den belysningen som skjer fra gatebelysning og fra biler er veldig viktig sett fra et trafikksikkerhets synspunkt. Men ved regnvær opplever vi at lyset reflekteres fra gatebelysningen som om det er et stille vann. Dette gjør at mye av lyset enten reflekteres andre veier eller absorberes av den svarte asfalten (at asfalten blir enda mer svart når den blir våt er også et tegn på at lyset reflekteres dårlig når asfalten er våt). Som beskrevet ovenfor oppstår det en veldig høy refleksjon når lyset kommer inn fra en vinkel på 48.7° eller mindre. Ved denne vinkelen eller mindre vil svært mye av lyset bli reflektert uten å nå gjennom hinnen med vann som ligger på veien (beskrives som «Total Internal Reflection). En god speileffekt blir oppnådd ved svært stille vann. Dette tilsier at både en del av lyset fra gatebelysning, men enda mer fra biler, reflekteres til andre områder og dermed ikke gir sjåførene det bildet de ville hatt ved tørre veier.Når det regner vil vannet lysmessig fungere som en glassplate på veien. Dette betyr at nesten ingenting av lyset reflekteres tilbake til sjåføren. Dette øker ulykkesrisikoen dramatisk både når det gjelder å blendes fra motgående biler men også når det gjelder manglende reflekser fra egne lykter. I tillegg mister sjåførene det nødvendige lyset for å se gående og syklende. Dette kan få katastrofale følger. Om vinteren med snø på veiene kan en oppleve den motsatte effekten. Undertegnede mener vi bør se etter en måte å lage lys asfalt (men ikke så lys at en kan blende om sommeren med sterk sol) og merke kjørebanen med svart/gul-grønn maling, gjøre asfalten porøs for drenering, etc men dette er nok ikke et realistisk forskningsprosjekt :-).
Det lyset som treffer asfalten vil med stor sannsynlighet følge lyset andre veier enn reflekteres tilbake til sjåføren fordi refleksjoner fra asfalten og tilbake til sjåføren delvis vil reflekteres i vann hinnen på asfalten istedenfor å gå ut i luften. Vi vurderer å lage en liten videosnutt som viser bruken av optiske fiber i datanettverk, og samme effekten vil antagelig oppstå for en del av det lyset som treffer våt asfalt. Når det gjelder eldre mennesker vet vi dessuten at lysømfindtligheten i øynene avtar med alderen. Dette betyr at eldre mennesker trenger større lysstyke for å se objekter like godt som yngre. Det gjør det enda vanskeligere for eldre å se objekter i mørket eller i tunneler. I tillegg har mange eldre problemer med de laveste frekvensene av det synlige lyset når de blir eldre (450-500 nm,). Dermed vil evnen til å se blå objekter bli redusert, og spesielt i mørket.
En praktisk problemstilling mht sammenlikning av lysstyrke ved bruk av projektor og LCD skjerm
Det er i praksis vanskelig å gi en eksakt sammenlikning av lysstyrke målt i f.eks ansi lumen og candela. En beskrivelse som er mye brukt både av universiteter og i Wikipedia er at om en har en lyskilde som avgir 1 lumen, og dette lyset spres over en flate på 1 m2 i en kurvet konisk overflate tilsvarende 1 radian med en avstand på 1 meter vil det tilsvare 1 lux (ref tegningene ovenfor). Det er 4 π i steradianer i en sfære og det tilsvarer dermed ca 12,5. Utifra dette får vi at 1 cd (candela) tilsvarer ca 12,5 lumen. Om denne beregningen er riktig tilsier dette at om en projektor avgir 2500 lumen på en avstand på 1 meter så vil dette tilsvare 200 candela. Likevel vil en projektor løsning være MINDRE lyssterk enn en LCD skjerm bl.a. pga at veldig lite av dette lyset blir reflektert fra lerret eller tilsvarende. På en av våre support sider har vi beskrevet problemer med lesbarhet i sollys, og refleksjoner.
Med tegningene nedenfor har jeg forsøkt å beskrive problemstillingen grafisk når en benytter Lumen som måleenhet for projektor og Candela (eller Nit) som måleenhet for LCD og LED skjermer. Lumen er altså den lysstyrken som når frem til en flate 1 meter unna lyskilden men beregnes på en annen måte en Candela. Men sannsynligvis vil bare litt av lyset reflekteres. En antirefleks behandlet overflate på en LCD skjerm reflekterer til sammenlikning bare ca 4% av lyset. Dermed vil det lyset som når frem til den kvadratmeteren som er beskrevet som B i tegningen under bli vesentlig mindre enn det som kommer frem til kvadratmeteren som er beskrevet som C. Men ettersom lyset vil spre seg fra projektor proporsjonal med avstanden c=1/Δv2 (ref beskrivelsen lenger ned på siden) er det ikke nødvendig med mer enn 25% av 1 kvm for å reflektere lyset tilsvarende 1 kvm som tilsvarer candela for en LCD/LED skjerm. Men om en skal sammenlikne lysstyrken fra en projektor og en LCD skjerm må en nødvendigvis ta hensyn til at ikke alt lyset reflekteres i ønsket retning. Ant vil et realistisk tall være at 8-20% av lyset blir reflektert. Dermed vil det være stor forskjell på lysstyken som når fram til øyet. En projektor som i utgangspunktet avgir 2500 lumen vil med andre ord lyse opp den samme kvaderatmeteren som en LCD skjerm med (2500/12,5 x 4) x 15% (15% er bare et estimat). Dermed vil det gi ca 120 candela mens en skjerm som avgir f.eks. 300 candela faktisk vil gi 300 candela. Nå er det også slik at menneskets øye er innrettet slik at lyset oppfattes logaritmisk og en vil derfor ikke oppfatte forskjellen i lysstyrke like sterkt som et kamerabilde skulle tilsi. Likevel kommer kvalitetsforskjellen klart frem om en benytter en projektor i nærheten av vinduer sammenliknet med LCD skjerm i samme miljø. Hvor sterkt lyset fra en projektor vil være sammenliknet med en LCD/LED skjerm er mao umulig å si da det er avhengig av både lerret og og omgivelser forøvrig. Dette er bare en av mange mulige eksempler som viser at det er vanskelig å sammenlikne lys med forskjellige benevnelser.
Lysstyrken faller omvendt proporsjonalt med avstanden ettersom c=1/Δv2, der c er lysstyrken og Δv er økning i avstanden. Dette tilsier at om avstanden fra lyskilden (f.eks. en projektor dobles, så vil lysstyrken reduseres 4 ganger. Om avstanden øker med 4 ganger vil lysstyrken reduseres med 16 ganger (dvs at lysstyrken reduseres til 125 lux). Dette er enkelt å vise ved at en lyskilde flyttes dobbelt så langt unna et opplyst område gir 4 ganger større opplyst område. Å tenke seg lyset fra en veibelysning og det arealet en slik lyskilde skal gi vil fortelle noe om hvor sterkt lys som er nødvendig fra gatebelysning. Ofte snakker vi om 10.000-20.000 lumen eller mer fra en lyskilde på en stolpe som kanskje er 10-15 meter høy (noen ganger enda mer.
Dette er også årsaken til at såkalte «short throw» projektorer nå er mer vanlig enn noen gang. Men en «short throw projektor» vil også gi en refleksjonsvinkel som blir dårligere og dermed mindre lys. En lysstyrke på f.eks 2500 ansi lumen fra en projektor, vil om avstanden øker fra 1m til 3 m mellom projektor og f.eks opplyst areal, falle fra 2500 lumen helt ned til ca 280 lumen. Vi vet at bare en liten del av dette lyset kan brukes til å vise bilde ettersom det ville krevd en konkav overflate som ville bli nærmest umulig å lese om mer av lyset skulle vært benyttet. En helt flat overflate med maksimal refleksjon vil i praksis være et speil som også er umulig å lese. Dermed vil en overflate med ujevn overflate bli den mest lesbare løsningen, men samtidig den løsningen som avgir minst lys av de 3 alternativene iflg en undersøkelse lagt fram av University of California i 1967/68. Derfor vil ikke overflaten avgi 280 lumen, men vesentlig mindre. I tillegg vet vi at en projektor vil lyse opp et vesentlig større areal enn f.eks. et firkantet område slik en LCD skjerm gjør. Dermed blir lyset (på ca 280 lumen) fordelt over et større område.
Ved TV/film opptak utsettes aktørene til tider for VELDIG sterkt lys for å gjøre dem synlig på film/TV og de sminkes for å tåle varmen. I prinsippet kreves det samme av lysstyrken fra en projektor som skal lyse opp et lerret. Lyset må være ekstremt sterkt. Dessuten vil vinkelen projektoren belyser lerretet ha stor påvirkning. En «short-throw» projektor som i teorien kan stå ganske nærme et lerret vil belyse lerretet fra en skarpere vinkel. Som oftest står projektoren montert i taket. Dette tilsier at mye av lyset blir reflektert ned i gulvet.
Som nevnt tidligere er det umulig å si noe eksakt mht lysstyrken fra en projektor sammenliknet med en LCD skjerm, men ettersom lyset som blir reflektert fra et lerret er veldig lavt snakker vi om lys fra projektor som kan komme ned under 80-90 candela sammenliknet med 400 candela fra en LCD skjerm. Men det vil som nevnt variere mye ettersom lyset fra en projektor vil være avhengig av bl.a. vinkelen mellom f.eks. projektor og lerret. En skarp vinkel (dvs. kort avstand mellom projektor og lerret) vil medføre at mye av det reflekterte lyset vil bli reflektert ned mot gulvet (ref tegning nedenfor). Om en setter projektor i front vil avstanden til lerret være avgjørende fordi sore deler av lyset vil ståle utenfor lerretet.
Forskjellige typer lyskilder
Om en skal sammenlikne watt og lumen eller watt og candela (nit) blir det enda vanskeligere fordi vi vet at mange lyspærer av den gamle tradisjonelle glødepærene avgir ca 90% av effekten (watt) i varme istedenfor lys.
Lysstyrken som blir oppgitt av produsentene er naturligvis viktig i mange sammenhenger. Ikke minst lesbarhet ved vanskelige lysforhold som sollys som du kan lese mer om her (er det noen som har testet en projektor ved et vindu der solen lyser på samme område som projektoren lyser opp?). Men lesbarheten er i stor grad også avhengig av høy kontrast. Kontrasten på en LCD skjerm blir som oftest best ved bruk av blanke beskyttelsesglass over skjermen pga lysrefleksjoner. Men blanke beskyttelsesglass gir også størst refleks av eksterne lyskilder. Dermed blir dette med lesbarhet ved sollys et punkt som er vanskelig å måle eller tallfeste. Vi har på våre support sider beskrevet både transreflective skjermer og skjermer med såkalt bonding som er teknikker som benyttes for å gjøre skjermer mer lesbare i f.eks. sollys, men også for å forhindre kondens.
Men avgitt lysstyrke vil også kunne påvirke hvor lenge skjermen vil fungere tilfredsstillende om vi tar utgangspunkt i MTBF begrepet. MTBF (Mean Time Between Failure) er som kjent et uttrykk for hvor lang tid det vil ta før et produkt “normalt sett” feiler. Når det gjelder LCD skjermer med CCFL (Cold Cathode Fluoricent Lamps – på godt norsk kalt bakgrunnsbelysning eller lysstoff rør) er MTBF tallet beskrevet som antall timer før skjermens bakgrunnsbelysning reduseres med 50% (alle tradisjonelle lysstoff rør får en gradvis redusert lysstyke over tid). Om skjermen må avgi 200 candela for å kunne gi et godt bilde på et kontor eller liknende, vil en altså med et utgangspunkt på 400 candela fortsatt kunne bruke denne skjermen etter 13 år ved 10 timers daglig bruk om en tar utgangspunkt i en MTBF på 50.000 timer. For i motsetning til f.eks tradisjonell elektronikk er MTBF tallet som henviser til skjermenes levertid en indikasjon på hvor langt tid det vil ta før lysstoffrørene kun klarer å avgi 50% av den opprinnelige lysstyrken.
Den tradisjonelle lysstyrken har imidlertid ingen sammenheng med problemer som oppstår med mørke og lyse områder på skjermen.
Dagens LCD skjermer benytter i hovedsak LED som bakgrunnsbelysning. Løsningen det settes mye tiltro til for fremtiden er oled, men det sies at levetiden på de blå diodene er så kort må det forskes mer på dette problemet. Når/om dette blir den fremtidig belysning vet vi derfor ikke sikkert foreløpig, og det vil ta noen år før vi vet mer. Led belysning gir dessuten en bedre mulighet til dimming der dette er ønskelig, f.eks. bruk av LCD skjermer ombord i båter, fly tårn, i bruk av forsvaret, etc som har behov for mørke rundt de som arbeider der for å beholde natt synet. Lysstyrken er dessuten bedre av flere årsaker, men det finnes også spesielle løsninger idag med ekstremt kraftige led løsninger. Også vi hos Irontech leverer slike skjermer med 1000-1500 Cd (Nit). Sterkere lysstyrke vil ofte avgi så mye varme at det reduserer levet5iden til skjermen fordi varme er sett på som elektronikkens største fiende. Vi leverer idag ekstra led belysning (sammen med bonding) som en opsjon på alle skjermene vi leverer. Et av eksemplene er vår 12″ som er populær i båt miljø.
Oled er en annen teknologi hvor det opplyste punktet selv avgir lys. Det benyttes dermed ikke bakgrunnsbelysning av tradisjonell type som CCFL/lysstoffrør, og både lysregulering, farge/sort nivå, etc vil dermed bli bedre med oled enn med CCFL. Forskjellen mellom tradisjonell LCD/TFT og den nye LED/Oled teknologien vil dermed komme ganske godt frem om en setter skjermene ved siden av hverandre og regulerer dem på samme måte mht lysstyrke, etc.
Beskrivelser slik som dette er bare en av mange vi har på våre support sider. Der vil du finne informasjon om forskjellige metoder for å bedre lesbarheten til LCD skjermer i sollys, samt div beskrivelser av standarder som Ethernet, RS232, RS422/485, USB, etc, etc. Alle beskrivelsene relaterer seg til vårt produktspekter og hvordan ting fungerer.
Vi forsøker å ligge i forkant mht tekniske løsninger og kompetanse. Dette er krevende samtidig som at informasjonen både kan være utdatert og tidvis feil. Vi er derfor avhengig av tilbakemeldinger fra leserne for å lage beskrivelser både av andre tekniske ting, og andre forslag som berører våre fagfelt. Men vi mener det å dele kunnskap med våre kunder er viktig for å tilby de riktige løsningene. Vi håper du derfor kontakter oss om du opdager feil eller mangler. Vi lover ikke en ny eller oppdatert artikkel umiddelbart, men så raskt som mulig.
En forenklet sammenlikning
Følgende har ingen direkte relasjon til lys og lysmengde ihht det som er beskrevet ovenfor ettersom vi ovenfor har relatert beskrivelsen til LCD skjermer og andre løsninger vi leverer. Men vi har fått forespørsler av mer generell art og velger derfor å legge ut informasjon om dette også helt på slutten.
Nedenfor er en tabell som viser en omtrentlig sammenheng mellom de gamle glødepærene der effekten beskrive i watt og hvilken lysstyrke de avgir. På et veldig generelt grunnlag kan vi anta at ca 80-90% av effekten er varme og ikke lys.
| Effekt i watt | Lysstyrke |
|---|---|
| 40 | 450 Lumen |
| 60 | 800 Lumen |
| 75 | 1150 Lumen |
| 100 | 1600 Lumen |
Tabellen nedenfor viser omtrentlig lysstyrke i forskjellige omgivelser. Som en vil se er beregningen ovenfor i Lumen. Belysning generelt er imidlertid beskrevet som Lumen/m2 og derfor må det som oftest flere lyskilder til for å oppnå den belysningen en ønsker (dvs flere pærer i stue enn i kjøkken, etc).
| Omgivelser | Lysstyrke |
|---|---|
| Månelyst en klar natt | 0,25 - 1 Lumen/m2 |
| Vanlig belysning hjemme i stue/kjøkken | 50-100 Lumen/m2 |
| Kontor belysning | 300-500 Lumen/m2 |
| Lys ute en overskyet dag | 1000 lumen/m2 |
| Fullt dagslys (fra lettskyet til direkte sollys) | 10.000 - 100.000 lumen/m2 |
Her i Norge vil en lysstyrke på 100.000 lumen/m2 i hovedsak begrense seg til en snødekt fjellvidde i påsken eller på sjøen en fin sommerdag, fordi så sterk lysstyrke i Norge vil kreve en del reflekser.
Men lys er som kjent elektromagnetiske bølger eller stråling som noen vil beskrive det som. Og stråling kan som kjent medføre bl.a. varme. Og varme kan igjen medføre redusert levetid på elektronikk og datakomponenter. Mer om dette har vi beskrevet på denne siden.
Copyright © 2020
Jørn Jensen
Gjengitt med tillatelse.
Om ønsker informasjon som ikke finnes på våre sider, ber vi deg kontakte oss med f.eks. en mail til vår support avdeling. Vi vil da forsøke å få opp mer informasjon så raskt som mulig.