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Farbwiedergabeindex (CRI) von LED-Streifen
13.09.2024
Der Farbwiedergabeindex (CRI) ist ein häufig verwendeter Parameter in der Lichttechnik. Er gibt an, wie gut die Farbe eines Objekts bei Beleuchtung mit dieser Lichtquelle mit der Farbe bei Beleuchtung mit einer Standardlichtquelle (in der Regel Sonnenlicht) übereinstimmt, also wie realistisch die Farbe wirkt.
1. CRI-Definition
Für Lichtplaner ist der Farbwiedergabeindex (CRI) ein gängiger Begriff. Der CRI-Wert findet sich häufig in den Daten von Lichtquellen und gibt deren Farbwiedergabequalität an.
Aber was bedeutet der CRI-Wert eigentlich? Er hilft bei der Auswahl der passenden Lichtquelle für eine Beleuchtungseinrichtung. Je höher der CRI-Wert, desto besser. Doch wissen die meisten Menschen, was er genau misst und wie man ihn misst? Beispielsweise hat die OLIGHT S1MINI einen CRI-Wert von 90. Was bedeutet das? Die Beleuchtungsqualität des Museums muss über einem CRI-Wert von 95 liegen. Warum?
Vereinfacht gesagt: Die Farbwiedergabe ist ein wichtiger Aspekt bei der Beurteilung der Lichtqualität, und der Farbwiedergabeindex (CRI) ist eine wichtige Methode zur Bewertung der Farbwiedergabe von Lichtquellen. Er ist ein wichtiger Parameter zur Messung der Farbeigenschaften künstlicher Lichtquellen. Je höher der CRI, desto besser die Farbwiedergabe der Lichtquelle. Je besser die Farbe, desto stärker die Fähigkeit des Objekts, Farben wiederzugeben.
Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) definiert Farbwiedergabe als: den Einfluss einer Lichtquelle auf das Farbbild eines Objekts im Vergleich zu einer Standardreferenzlichtquelle.
Mit anderen Worten: Der Farbwiedergabeindex (CRI) ist eine Messmethode zur Bestimmung der Farbwahrnehmung einer Lichtquelle im Vergleich zu einer Standardlichtquelle (wie z. B. Tageslicht). Der CRI ist ein international anerkannter Messwert und die einzige Möglichkeit, die Farbwiedergabe einer Lichtquelle zu bewerten und anzugeben.
Die Einführung des CRI-Standards steht kurz bevor. Ursprünglich sollte dieser Standard die Farbwiedergabeeigenschaften von Leuchtstofflampen beschreiben, die in den 1960er Jahren weit verbreitet waren, und Anwendern verdeutlichen, in welchen Situationen Leuchtstofflampen mit linearer Spektralverteilung eingesetzt werden können.
2. CRI-Technologie
Obwohl diese Farbmuster sorgfältig spezifiziert sind und reale Objekte die Farben dieser Muster erzeugen können, ist es wichtig zu verstehen, dass die CRI-Werte ausschließlich durch Berechnung ermittelt werden und nicht unbedingt das reale Farbmuster mit einer realen Lichtquelle beleuchten.
Wir müssen das gemessene Lichtquellenspektrum mit dem Spektrum der vorgegebenen Farbprobe vergleichen und anschließend den CRI-Wert durch mathematische Analyse ableiten und berechnen.
Die Messung des CRI-Wertes ist daher quantitativ und objektiv. Es handelt sich keinesfalls um eine subjektive Messung (subjektive Messungen beruhen lediglich darauf, dass ein geschulter Beobachter beurteilt, welche Lichtquelle die bessere Farbwiedergabe aufweist).
Vergleiche auf Basis der Farbwahrnehmung sind ebenfalls sinnvoll, vorausgesetzt, die Farbtemperatur der gemessenen Lichtquelle und der Referenzlichtquelle ist gleich.
Beispielsweise ist der Versuch, das Aussehen zweier identischer Farbmuster zu vergleichen, die von einer warmweißen Lichtquelle mit einer Farbtemperatur von 2900 K und einer kaltweißen Lichtquelle (Tageslicht) mit einer Farbtemperatur von 5600 K beleuchtet werden, reine Zeitverschwendung.
Da sie unterschiedlich aussehen müssen, wird die korrelierte Farbtemperatur (CCT) der gemessenen Lichtquelle aus ihrem Spektrum berechnet. Sobald diese Farbtemperatur bekannt ist, lässt sich mathematisch eine weitere Referenzlichtquelle mit derselben Farbtemperatur erzeugen.
Bei der gemessenen Lichtquelle mit einer Farbtemperatur unter 5000 K ist die Referenzlichtquelle ein Schwarzkörperstrahler (Planck-Strahler), und bei der gemessenen Lichtquelle mit einer Farbtemperatur über 5000 K ist die Referenzlichtquelle die CIE-Normlichtart D.
Die Auswahl kann das Spektrum der Referenzlichtquelle mit jeder Farbprobe kombinieren, um eine Reihe idealer Referenzfarbkoordinatenpunkte (kurz: Farbpunkte) zu erzeugen.
Dasselbe gilt für die zu prüfende Lichtquelle. Das Spektrum der zu prüfenden Lichtquelle wird mit jeder Farbprobe kombiniert, um einen weiteren Satz von Farbpunkten zu erhalten. Stimmt der Farbpunkt unter der gemessenen Lichtquelle exakt mit dem Farbpunkt unter der Referenzlichtquelle überein, betrachten wir ihre Farbwiedergabeeigenschaften als identisch und setzen ihren CRI-Wert auf 100.
In der Farbkarte gilt: Je weiter der Farbpunkt unter der gemessenen Lichtquelle von der entsprechenden idealen Position entfernt ist, desto schlechter ist die Farbwiedergabe und desto niedriger ist der CRI-Wert.
Berechne die Farbverschiebung von 8 Farbmusterpaaren separat und berechne dann 8 spezielle Farbwiedergabeindizes (der CRI-Wert der Lichtquelle für ein bestimmtes Farbmuster wird als spezieller Farbwiedergabeindex bezeichnet). Bilde dann deren arithmetisches Mittel, sodass der erhaltene Wert der CRI-Wert ist.
Ein CRI-Wert von 100 bedeutet, dass zwischen keinem der acht Farbprobenpaare unter der gemessenen Lichtquelle und der Referenzlichtquelle ein Farbunterschied besteht.
3. Was bedeutet der Farbwiedergabeindex von LED-Leuchten abhängig von?
Der Farbwiedergabeindex von LED-Leuchten hängt maßgeblich von der Qualität und dem Verhältnis der Leuchtstoffe ab. Hochwertige Leuchtstoffe sorgen für eine bessere Farbtemperaturkonstanz und geringere Farbtemperaturdrift, wodurch der Farbwiedergabeindex verbessert wird.12
Der Ansteuerstrom beeinflusst auch den Farbwiedergabeindex der LED-Leuchte. Ein höherer Ansteuerstrom führt zu einer Verschiebung der Farbtemperatur hin zu höheren Farbtemperaturen und verringert somit den Farbwiedergabeindex.
Das Wärmeableitungssystem von LEDs hat ebenfalls einen gewissen Einfluss auf den Farbwiedergabeindex. Ein zuverlässiges Wärmeableitungssystem gewährleistet den stabilen Betrieb von LED-Leuchten und reduziert die durch Temperaturanstieg verursachte Lichtdämpfung und den Abfall des Farbwiedergabeindex.
Die spektrale Verteilung der Lichtquelle ist ein entscheidender Faktor für den Farbwiedergabeindex. Anteil und Intensität der verschiedenen Farben im Spektrum beeinflussen den Farbwiedergabeindex direkt. Je breiter die spektrale Verteilung, desto höher der Farbwiedergabeindex und desto realistischer die Farbwiedergabe.