Startseite > Optoelektronik > LED/Lighting > Im besonderen Licht erstrahlen

LED-Farbwiedergabe nach CRI und TM-30

Im besonderen Licht erstrahlen

29. November 2017, 11:30 Uhr | Von Kai Klimkiewicz

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Die Farbwiedergabe bei LEDs

Der Qualitätsanspruch an die modernsten LED-Generationen ist wenigstens so hoch, wie der an konventionelle Lampen. Dementsprechend ist für die einfache Innenbeleuchtung (natürlich auch durch Normvorgaben) immer ein CRI von mindestens 80 üblich.

Im konstruktiven Aufbau der weißen LEDs existiert ein blauer Chip, der mit einem gelben Konverter (Phosphor genannt) versehen wird. Daraus ergibt sich das weiße Licht. Je umfassender das Phosphorsystem ausgelegt ist, desto ausgefüllter ist das Spektrum und die resultierende Farbwiedergabe. Wird weißes Licht dagegen aus Rot, Grün und Blau gemischt, fällt der CRI so bescheiden aus, dass er lediglich für eine Straßenbeleuchtung ausreicht.

In anspruchsvolleren Bereichen und Anwendungen – wie zum Beispiel dem Einzelhandel (Retail), in Museen oder der gehobenen Gastronomie – ist die Vorgabe eher ein CRI von mindestens 90. Der CRI ist bei LEDs neben Farbort und Helligkeit ein Binning-Parameter und lässt sich daher auch spezifizieren und entsprechend vorgeben. Der Leuchtenhersteller kann als Anwender die optimale Konfiguration auswählen, welche die Ansprüche an die jeweilige Leuchte erfüllt. Da ein höherer CRI stets mit einer etwas geringeren Effizienz verbunden ist, wird individuell geschaut, welche LED entsprechend am besten passt.

Die Farbwiedergabe steht auch in Abhängigkeit zur LED-Alterung. Im Laufe der Zeit ergeben sich deutliche Unterschiede in der Degradation der verschiedenen LED-Varianten und Typen – in klarer Abhängigkeit von Temperatur und Bestromung. Diese können sich vor allem bei einem starken Farbdrift deutlich auf die Farbwiedergabe auswirken. Daher stellt die Farbortstabilität ein wichtiges Qualitätsmerkmal dar, das beachtet werden sollte.

Wie erwähnt beruhen die acht Referenzfarben des CRIs (auch Ra genannt) auf Pastelltönen. Da die LEDs ihre Stärken vor allem bei den gesättigten Farben haben, ist die mit ihnen erzielte Farbwiedergabe in der Praxis meist besser als durch den CRI beschrieben.

Matchmaker+ Anbieter zum Thema

zu Matchmaker+

Entwicklungen bei den Bewertungsmaßstäben und Standards – TM30

Ergänzungen zum CRI, wie der R9-Wert, finden aktuell immer mehr Beachtung. Es gab in den vergangenen Jahren bereits einige Bestrebungen, um neue Maßstäbe zu etablieren, die es aber nicht in die Nähe einer Normierung geschafft haben. Nun ist es einem Gremium aus Wissenschaft und Industrie in Zusammenarbeit mit der amerikanischen Regierung gelungen, einen neuen Standard zu definieren, der die Farbwiedergabe viel präziser und genauer bewertet – den TM30-Standard. Statt der acht Referenzfarben gibt es beim TM30-Standard 99 Farben, deren Durchschnitt durch den R_f-Wert bestimmt wird. Der Index f steht für Fidelity (Farbtreue).

Und der TM30 löst noch ein weiteres Problem des aktuellen Standards. Dieser bewertet nur die reine Farbwiedergabe und nicht die Farbsättigung. Es kann also passieren, dass zwei Lampen oder Leuchten, trotz gleicher Farborte und CRIs, visuell unterschiedlich wahrgenommen werden. Der TM30 betrachtet neben dem R_f auch den R_g (g für Gamut) für die Farbsättigung. Dieser wird aber nicht immer von jedem Betrachter gleich bewertet. Was den einen begeistert, kann für den anderen unnatürlich wirken.

Bisher findet der neue TM30 Standard nur als ergänzende Bewertung Einsatz. Der CRI war für Jahrzehnte Standard, weshalb es noch einige Zeit dauern wird, bis sich die Vorteile des TM30 in Ausbildung und Anwendung durchsetzen und in einer Überarbeitung der einschlägigen Normen Fuß fassen wird.

Im Zusammenspiel mit HD Kameras, zum Beispiel in Sportstätten, bekommt der Anspruch an die Farbqualität eine höhere Bedeutung. Bei der Übertragung soll das bunte Trikot oder das rote Sponsorenlogo authentisch wahrgenommen werden. Mit dem TLCI-Standard (Television Lighting Consistency Index) hat diese Branche ihre eigene Messskala.