Ich habe in einigen Beiträgen das Thema CRI schon aufgegriffen. Inzwischen liegen aus einem Projekt einige Messergebnisse vor, welche zeigen, wo die Schwächen eines kleineren CRI liegen.
Erklärungen zum Farbwiedergabeindex, wie der CRI in Deutsch heißt, findet man in der Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Farbwiedergabeindex. Eine Berechnung und Messung wird hier dargestellt: http://www.kruschwitz.com/cri.htm.
Der ideale CRI ist der eines sogenannten schwarzen Strahlers, ein idealisierter, physikalischer Körper (http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzer_Strahler). Die Abbildung aus der Wikipedia zeigt, dass die Intensität von der Farbtemperatur abhängt.
Das Spektrum der Sonne ist auch nicht so ideal, wie man sich es vielleicht vorstellt, obwohl das Sonnenlicht mit einem CRI von 100 bewertet wird. Es zeigt also, dass eine nicht homogene Kurve trotzdem einen hohen CRI haben kann (Quelle: Wikipedia).
Ausgehend davon sollen hier einige Spektren von LEDs dargestellt werden. Dazu zunächst das Spektrum einer RGB-LED mit einer weißen LED.
Die rote Kurve zeigt schön die Spitzen der RGB-LED und dazwischen die fehlenden Spektralanteile. Ohne die weiße LED sind hier genau drei Spitzen zu sehen. Damit fehlen einige Farbanteile, obwohl eine RGB-LED scheinbar weiß leuchtet. Dies erklärt aus, warum gerade RGB-LEDs scheinbar fades Licht erzeugen. Alle Farbanteile, die nicht ausgestrahlt werden, können auch nicht reflektiert werden. Es kommt damit zu Farbverschiebungen (Metamerie: http://de.wikipedia.org/wiki/Metamerie_%28Farblehre%29).
Die Kurve der weißen LED ist ähnlich aufgebaut mit einer deutlichen Lücke bei ca. 480nm. In diesem Bereich liegt Türkis, wo LEDs generell kaum zu finden sind. Dies führt im Ergebnis dazu, dass durch den Metamerie-Effekt blaue Flächen ins violette verschoben werden.
Als nächstes sollen warmweiße und kaltweiße LEDs mit unterschiedlichem CRI verglichen werden. Hier sind es die Samsung-LEDs mit einem schon recht guten CRI von 85 und Nichia-LEDs mit einem CRI von 92.
Samsung-LEDs (kalt/warm)
Nichia-LEDs (kalt/warm)
Die Grafiken verdeutlichen das, was man erwartet. Steigt der CRI, so werden die typischen Lücken bei 480nm weitgehend geschlossen, die Kurve wird insgesamt homogener.
Kommen wir nun zur spannenden Frage, wie sich der CRI in der Praxis überhaupt auswirkt. Es gibt Bereiche, bei denen unter sogenannten „Normlicht-Bedingungen“ gearbeitet wird, zum Beispiel Druckereien. Bei der Abmusterung von Druck-Ergebnissen ist ein hoher CRI deshalb Pflicht.
Einige Anwender, die LED-Streifen zur Beleuchtung in der Küche eingesetzt haben, berichten davon, dass die Ergebnisse der Zubereitung verschiedener Speisen (u.a. Fleisch) nicht mehr so sind wie vorher. Auch hier schlägt die Metamerie zu. Übrigens, Supermärkte nutzen den Effekt beispielsweise, um Obst/Gemüse unter einem anderen Licht besser aussehen zu lassen…
Die Messung zur Farb-Beurteilung (Abmusterung) wird anhand einer Referenzfarbkarte nach DIN6169 durchgeführt, die 14 Farben beinhaltet. Zur Messung werden nur die ersten 8 Farben herangezogen.