CRI-Problem bei Normlicht

    Ich bin gerade an einem kleinen "Forschungsprojekt". Die Aufgabe besteht darin, Normlicht D50 (5000K) zu erzeugen. Dies wird vor allem im Print-Bereich benötigt. Die Idee war einfach, das Licht aus kalten und warmen LED zu mischen, um auf die 5000K zu kommen. Ich habe hier die Samsung-CRI-LEDs verwendet. Das macht ein einfacher Controller mit PWM. Soweit so gut. Die 5000K lassen sich auch gut einrichten. Gemessen wird das mit einem Kalibrierungsgerät (Typ kenn ich nicht).


    Auch wenn die Farbtemperatur insgesamt stimmt werden doch die Farben verfälscht. Blau geht mehr ins violett über. Wenn man den warmweißen Kanal erhöht, wird dies zwar gemindert, aber die Farbtemperatur stimmt dann nicht mehr.


    Ich habe anbei zwei Grafiken, die das verdeutlichen. Die erste zeigt das gemischte Spektrum, die zweite mit den einzeln gemssenen LEDs, wobei die schwarze Kurve die kaltweißen LEDs sind.





    Für mein Verständnis gibt es eine Peak im unteren Bereich und dann eine Lücke. Die Frage ist, ob es daran liegt oder was man tun kann, um die Farbverfälschung zu verringern. Wenn man einen höheren CRI hat müsste der Effekt ja eigentlich geringer sein, oder?

    Das ist aber schon eine ziemlich naive Herangehensweise. Les dir mal den Thread mit der Maximum CRI Lampe durch. Wenn du schon das Spektrum ausmessen kannst, dann solltest du auch das Spektrum kennen, das dein Normlicht erzeugen soll. Die Luecken musst du dann entsprechend auffuellen. Also noch LEDs mit der entsprechenden Farbe dazunehmen, bis das Skeptrum gut aussieht. Ganz wird das sicher nicht gelingen (zumal das schmale Spektrum der einfarbigen LEDs nicht wirklich geeignet ist, breitere Loecher zu stopfen), aber sicher besser als, wenn du einfach zwei verschiedene Sorten weiss nimmst.


    Fuer deinen Zweck sollte man eigentlich noch sehr viel detaillierter arbeiten als bei obiger Wohnzimmerlampe. Da sind im Zweifelsfall noch deutlich mehr verschiedenfarbige LEDs gefragt als nur WW, tuerkis und tiefrot.


    Fabi

    Ja, Danke. Ich habe das verdrängt. Die Maximum CRI-Lampe hatte ich mir schon angesehen. Leider sieht man das Spektrum nicht. Das wäre für mich interessant gewesen. Aber daneben gilt es ja, die richtige Farbtemperatr einzustellen.


    Das Spektrum scheint ja bei den meisten weißen LEDs ähnlich zu sein. Wenn ich aus technischen Gesichtspunkten bei den Samsung bleiben möchte, ist die Auswahl nicht überragend, um die Löcher zu stopfen. Ich hätte rot, amber, grün und blau zur Verfügung. Würden denn RGB-LEDs etwas bringen? Ist natürlich viel Theorie. Am Ende muss man sicher genau messen. Wie sollte man denn für einen Test am besten vorgehen? Zuerst die weißen LEDs für den Farbton einmessen und dann mit den anderen Farben versuchen, die Löcher auszugleichen (erst mal im Spektrum) und dann noch mit einer Farbskala? Welches Loch führt denn zum Violett-Stich?


    Für eure Hilfe bin ich wirklich sehr dankbar. So wie es jetzt ist, ist das Projekt nämlich zum Scheitern verurteilt.

    Ich nehme mal an, dass dafuer dieses sehr ausgepraegte Loch bei 480nm verantwortlich ist. Das sollte genau das Tuerkis sein, das bei der Maximum CRI Lampe eingefuegt ist. Schau dir doch einfach mal das Sonnenspektrum als Vergleich an oder halt gleich das eines schwarzen Koerpers von 5000K.


    Ich - als totaler Laie - wuerde schaetzen, dass man fuer ein "druckreifes" Ergenbis sicher acht regelbare Kanaele braucht - oder mehr - um wirklich perfektes Licht hinzubekommen. Die obige Lampe hat ja schon 5 und das Projekt hat sich ja - entgegen dem Namen - gar nicht ernsthaft mit dem CRI beschaeftigt (Soll keine Kritik sein. Ich finde das Projekt extrem gut. Aber fuer eine professionelle Ausleuchtung muss dann halt schon ein Messprotokoll her).


    Fabi

    Zitat von turi

    Vor allem interessiert mich, ob RGB-LEDs Sinn machen würden

    Meinst Du zur Ergänzung, oder als alleinige Beleuchtung...?


    Als alleinige auf gar keinen Fall! - da hast Du nur 3 schmale Peaks, das glatte Gegenteil von nem durchgehenden Spektrum... darum sieht bei so gemischtem RGB-Weiß auch immer alles so Leichenfahl aus, auch wenn manche hier anderer Meinung sind und das zur Wohnraumbeleuchtung benutzen/vorschlagen aus div. Gründen...


    Zur Ergänzung hier auch nicht - weil das Loch ja im Cyan ist, Blau und Grün gemischt "sieht" zwar Cyan "aus", aber ist dann nicht diese Wellenlänge... siehe hierzu Metamere Farben, insb. unten das Beispiel mit dem Cyan...

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    Von meiner Seite zwar kein Lösungsvorschlag, aber ein Denkansatz zum Thema. Da ich mich auch mit dem Thema "High CRI" befasse, habe ich vor einiger Zeit mir die Spektren verschiedener LEDs aus den Datenblättern zusammengesucht, und im Grafikprogramm übereinandergelegt.
    Die dicke Linie ist eine weisse LED von Nichia (Typ leider vergessen :S ) die mit einem CRI von 93 angepriesen wird.
    Die bunten sind aus dem Datenblatt zu Luxeon Rebels. Am auffälligsten ist wohl die Lücke im Bereich um 480 nm.



    Leider fehlt mir derzeit das Geld um da mal praktisch weiterzuexperimentieren, insofern nur graue Theorie ... aber vielleicht ein Denkansatz für eure Forschungen? Theoretisch würden RGB-LEDs also (vllt. bis auf Grün) wenig weiterhelfen.

    Also die RGBs waren als Ergänzung zum Weiß gedacht. Ich wollte ja möglichst Sortenrein bei Samsung bleiben und erst einmal blau zumischen. Aber es wird eben viel komplizierter, als gedacht. Neben dem hohen CRI ist ja noch die Farbtemperatur entscheidend. Ich habe auch noch ein Produkt gefunden, was dann wohl auch zum Patent angemeldet ist. Das zeigt, dass man da viel forschen muss und hat man einmal die richtigen LEDs gefunden, werden sie nicht mehr hergestellt.


    Nochmal die Frage, die ich mir noch nicht beantworten kann: durch welchen Punkt in der Kurve wird die Farbverschiebung von blau zu violett verursacht? Ist das die Lücke bei 480nm oder eher der Peak davor? Die warmweiße sieht ja ausgeglichener aus. Allerdings ist die deutlich dunkler eingestellt. Ich habe aber bei den CRI-LEDs auch keine große Auswahl, sonst hätte ich gedacht, die warmweißen noch etwas wärmer zu nehmen und damit heller, um den Peak zu verringern. Gibt es eigentlich eine LED, die genau in die Lücke passt? Selbst auf dem Diagramm von Elektrobert ist da nicht viel.


    Hoher CRI allein reicht mir übrigens nicht, es müssen eben auch noch 5000K sein.

    Ich gehe davon aus, dass das durch die 480nm Luecke entsteht. Das Auge nimmt ja nur RGB wahr. Violett kann also eigentlich gar nicht wahrgenommen werden. Allerdings ueberlappen sich die Empfindlichkeiten der drei Grundfarben. Deshalb nimmt man bei einem Blau immer auch ein bisschen Gruen wahr. Nimmt das Auge jetzt nur Blau wahr (und Gruen bleibt bei null) schliesst das Auge daraus, dass es sich um violett handeln muss, weil die Gruen-Rezeptoren Violett gar nicht mehr wahrnehmen koennen. Fehlt jetzt aber das Tuerkis im Spektrum, dann kommt auch bei normalem Blau kein gruenes Licht zurueck -> das Auge denkt "Das kann nur Violett sein".


    Das mit den 5000K ist doch gar kein Problem. Wenn du die einzelnen Farben eh alle einstellen kannst, dann kannst du auch die Farbtemperatur einstellen. Die Farbtemperatur ist ja nur sowas aehnliches wie der "Mittelwert" ueber das Spektrum.


    Fabi

    Zitat von Pesi

    ...auch wenn manche hier anderer Meinung sind und das zur Wohnraumbeleuchtung benutzen/vorschlagen aus div. Gründen...

    Was soll denn das schon wieder? Man kann es dazu schon einsetzen, muss dann allerdings, in einem gewissen Maß, mit Farbverfälschungen leben. Darauf weise ich aber auch immer hin.
    Jaja, bevor nun der Pesi frägt wo ich darauf hinweise nenne ich das gleich, per PN wenn dazu Anfragen kommen. Früher habe ich das schon immer so gemacht und auf solche Dinge per PN hingewiesen. Heute dürfte ich das gar nicht mehr weil man mich dann wieder steinigen würde.
    Aber ich weise darauf sehr wohl hin und nenne da als gutes Baispiel grad das erste Foto in meinem Wohnzimmerbeitrag, die eine Schüssel ist da halt besonders "rot" und die Decke hinten besonders "blau", kurz, alles was bei RGB eben genau diese Farbe hat, leuchtet etwas.


    Zitat

    ... darum sieht bei so gemischtem RGB-Weiß auch immer alles so Leichenfahl aus,

    Leichenfahl? Aha, bei RGB dürfte wohl eher das Gegenteil der Fall sein, eben alles was genau die selbe Farbe hat kommt knalle bunt rüber wohin gegen der Rest halt eher normal aussieht. Leichenfahl geht bei mir in richtung Sepia oder SW Bild.


    Gruß, Benny.

    Zitat von benkly

    Was soll denn das schon wieder?

    Was soll *was* schon wieder...?!? ?(


    Zitat von benkly

    Leichenfahl? Aha, bei RGB dürfte wohl eher das Gegenteil der Fall sein, eben alles was genau die selbe Farbe hat kommt knalle bunt rüber wohin gegen der Rest halt eher normal aussieht. Leichenfahl geht bei mir in richtung Sepia oder SW Bild.

    Ja - Rot, Grün und Blau kommen knallebunt rüber, wenn sie mit Rot, Grün und Blau beleuchtet werden! :D - der Rest eher naja - auch Dir empfehle ich hierzu den oben verlinkten Artikel über metamere Farben, versuche mal, den zu verstehen...


    Mit Leichenfahl meine ich die Farbe, wenn menschliche Haut mit nem aus RGB gemischten Weiß beleuchtet wird - eben so wie ne Leiche, oder wenn man grad gekotzt hätte o.ä.


    Daher wird das bei professionellen Beleuchtungen (Theater etc.) ja auch durch weitere LEDs (amber, türkis etc.) ergänzt - so was wie das hier z.B...

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    Zitat von Pesi

    Daher wird das bei professionellen Beleuchtungen (Theater etc.) ja auch durch weitere LEDs (amber, türkis etc.) ergänzt - so was wie das hier z.B...

    ETC kenne ich nicht, aber mit denen hier habe ich indirekt zusammengearbeitet, die wollten allerdings die MC-E in RGBW haben. Da habe ich das Layout erstellt und den Controller für programmiert. War ein interessantes Projekt, vor allem in Bezug auf die PWM Frequenz. Wenn man sich die Seite anschaut braucht man ja nicht zu erwähnen das die nur mit den hochwertigsten HD Cameras arbeiten und die haben den Controller dann mit den 600Hz PWM Frequenz ausgetestet, die meinten das reicht aus.
    Zum CRI der MC-E RGBW kann ich nichts sagen, genauso wenig zur Farbwiedergabe. Das war nicht meine Aufgabe, aber das Projekt war in Bezug darauf positiv, nur an den Bit der PWM Auflösung muss noch gedreht werden.


    Gruß, Benny.


    PS.: Aber RGB in der Küche ist echt sehr komisch. Da ist jedes Fleisch seeehr "medium". :D

    Genau das meinte ich! ;)


    Zitat von benkly

    ETC kenne ich nicht, aber mit denen hier habe ich indirekt zusammengearbeitet, (...)

    Naja, woher auch, bist ja nicht aus der Branche - ETC kennt *jeder*, der mit Veranstaltungstechnik oder Theaterlicht zu tun hat, der "Source Four" ist ein absoluter Klassiker!


    (Arri kennt auch keiner, der nicht mit Film/Foto zu tun hat - ausser eben VT auch noch, die Tageslichtleuchten sind auch bei "uns" sehr beliebt...)


    Zitat von benkly

    und die haben den Controller dann mit den 600Hz PWM Frequenz ausgetestet, die meinten das reicht aus.

    Hat jetzt mit dem CRI aber auch gar nix zu tun, nicht dass da jemand verwirrt wird...

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    Ich sag schon ma Danke an alle Antworten. Es wird zwar langsam klarer, aber ich muss noch die passende LED für die Lücke finden. Ich habe mal in diese Richtung gedacht: http://www.samsungled.com/eng/…proPdfData/SPMBLU5204.pdf. Die hat ihre Spitze so bis 475nm, was ja passen sollte, wenn die Daten stimmen.


    Die High-CRI-LEDs sind auch sehr interessant. Die Citizen ist leider eine HighPower-LED, was nicht einsetzbar ist. Aber das Spektrum sieht sehr gut aus. Bei Nichia ist es ähnlich. Die mit hohem CRI gehen ab 1W los. Eine Kühlung ist bei mir aber nicht wirklich möglich.


    Es gab noch ein paar Tests, deren Ergebnisse ich noch nicht habe. Jetzt muss ich erst mal schauen, wo ich passende LEDs herbekomme.

    Fasti: Geld spielt immer eine Rolle, gerade in Projekten. Was dann ach noch passieren kann ist, dass das Spektrum bei einer so niedrigen Bestromung nicht mehr stimmt. Für das Projekt ist es nicht der richtige Weg.


    Elektrobert: etwas vergleichbares mit der Kurve wie bei der Citizen habe ich nirgends gesehen. Man muss es sicher in der Praxis nochmal sehen. Bei Nichia gibt es noch LEDs mit CRI>90, aber eben auch HighPower. Da ist das Loch im Spektrum aber auch noch da, nur nicht so groß.


    Die Samsung, die ich verlinkt habe, haben meiner Meinung nach einen Fehler im Datenblatt. Die Kurve im Spektrum ist bei blau und grün identisch und wenn man dann die Wellenlänge ansieht, passt das nicht dazu. Die blauen könnten am ehesten hinkommen. Ich habe jetzt blaue und grüne bestellt.