Was bedeutet CRI und warum ist es so wichtig?
Die Auswahl eines optimalen Beleuchtungssystems kann eine Herausforderung sein, da viele Faktoren je nach Ihren spezifischen Einschränkungen berücksichtigt werden müssen. Dieser Artikel unterstreicht die Bedeutung des Farbwiedergabeindex (CRI) einer Lichtquelle für eine hochwertige Beleuchtung.
Der Einsatz hochwertiger Beleuchtungssysteme ist von größter Bedeutung, um kleinste Unregelmäßigkeiten, Defekte, Kratzer oder Fremdkörper auf dem zu prüfenden Objekt zu erkennen, insbesondere bei visuellen Inspektionsanwendungen. Beim Kauf eines Beleuchtungssystems ist es neben der Auswahl der richtigen Farbe der Lichtquelle (auch bekannt als korrelierte Farbtemperatur, CCT) auch wichtig zu verstehen, wie die Beleuchtung die Farben eines Objekts erscheinen lässt. Dieser Aspekt, der auch als Farbwiedergabe bezeichnet wird, kann die Ergebnisse von Qualitätskontrollen und Analysen stark beeinflussen und muss bei Ihrer Kaufentscheidung berücksichtigt werden.
In diesem Artikel wird die Bedeutung des so genannten „Farbwiedergabeindex“ (oder CRI) hervorgehoben und seine Bedeutung für die Bereitstellung hochwertiger Beleuchtungssysteme beschrieben. Er erklärt, was er bedeutet, warum er wichtig ist und hilft Ihnen, Unklarheiten in diesem Bereich zu beseitigen.
Was ist der Colour Rendering Index?
Der Colour Rendering Index (CRI) einer Lichtquelle ist ein quantitatives Verfahren zur Bewertung, wie gut die Farben eines Objekts bei der Beleuchtung durch diese bestimmte Lichtquelle wiedergegeben werden. Mit anderen Worten, inwieweit dieses Beleuchtungssystem es uns ermöglicht, die verschiedenen Farbtöne eines Objekts zu unterscheiden.
Da die Farbwiedergabe mit der Fähigkeit unseres Sehsystems zusammenhängt, wird die CRI-Bewertung im Vergleich zum Tageslicht der Sonne durchgeführt, für das unser Sehvermögen optimiert ist. Um einen idealen CRI zu erreichen, muss eine Lichtquelle ein ähnliches Spektrum wie das Sonnenlicht am Tag aufweisen (siehe Abb. 1a). Das bedeutet, dass das Spektrum der Lampe alle Farben enthalten muss, die im sichtbaren Spektrum des Sonnenlichts enthalten sind, von Violett bis Rot.
Künstliche Lichtquellen weisen immer Abweichungen im Spektrum des Sonnenlichts auf. Ein Beispiel ist in Abb. 1 dargestellt. Das Spektrum des Sonnenlichts ist in Abb. 1a (links) und das Spektrum einer LED in Abb. 1b (rechts) dargestellt. Intuitiv betrachtet ist das Spektrum auf der rechten Seite unvollständig und kann zu einer falschen Wahrnehmung einiger bestimmter Farben führen. Der CRI gibt an, wie groß der Unterschied zwischen einer künstlichen Lichtquelle und dem Sonnenlicht ist, den Sie erwarten sollten.
Abb. 1a: Referenz-Tageslichtspektrum (Lichtart D65)
Abb. 1b: Typisches Spektrum einer weißen LED
Wie wird der Color Rendering Index ermittelt?
Zur Berechnung des CRI werden acht CIE-Normfarbmuster, die sich über das sichtbare Spektrum erstrecken, von der zu bewertenden Lichtquelle und von der äquivalenten Tageslicht-Referenzlichtquelle beleuchtet, die beide die gleiche korrelierte Farbtemperatur (CCT) aufweisen. Für beide Lichtquellen wird das reflektierte Lichtspektrum gemessen und der Farbunterschied bewertet. Letzteres geschieht durch Berechnung des Abstands im CIE-Farbraum zwischen den beiden Messungen, woraus sich mit Hilfe einer speziellen Formel die Rendering-Indizes Ri für die gegebene Standardfarbprobe ergeben. Praktisch bedeutet ein Ri von 100, dass es keinen Farbwiedergabeunterschied zwischen Tageslicht und der getesteten Lichtquelle für die i-te Probe gibt. Im Gegenteil, ein niedriger Wert von Ri zeigt einen großen Unterschied zwischen den beiden Reflexionen der Probe (Quelle und Referenz).
Der CRI, der auch als Ra bezeichnet wird, ist das arithmetische Mittel von R1 bis R8 und beschreibt die Farbwiedergabe dieser acht Farbmuster. Für eine umfassendere Beschreibung können sieben zusätzliche Rendering-Indizes für weitere Farben einbezogen werden (R9-R15). Abb. 2. Illustriert eine typische Rth-Verteilung unserer Beleuchtungsprodukte. Sie zeigt eine ausgewogene Rth-Verteilung und eine hohe Farbwiedergabe (Ra >90).
Abb. 2: CRI-Punkte der L.E.S.S. SA Lampe
Wie wählt man den Color Rendering Index?
Bei der Entscheidung, welche Art von CRI für Ihre Anwendung am besten geeignet ist, muss man zwischen dem Farbwiedergabeindex (CRI) und der korrelierten Farbtemperatur (CCT) unterscheiden, die das Aussehen von weißem Licht beschreibt. Warmweißes Licht hat einen niedrigen CCT-Wert (< 4500°K) und kaltweißes Licht einen hohen CCT-Wert (>5400°K). Beachten Sie, dass die CCT und der CRI einer Lichtquelle unabhängige Faktoren sind. Ihr Beleuchtungssystem kann einen hohen CCT-Wert und einen niedrigen CRI-Wert aufweisen und umgekehrt. Zum Beispiel kann eine Glühlampe eine CCT von 2700K, aber einen CRI von über 95 haben, und ein LED-System kann eine CCT von über 6500K und einen CRI von unter 80 haben.
Es ist allgemein bekannt, dass ein CRI von 90 und höher als exzellente Qualität in Bezug auf die Farbwiedergabe gilt, während ein CRI unter 80 als gut und ein CRI unter 70 als eingeschränkte Qualität in der Farbwiedergabe angesehen wird und Ihre visuelle Farbwahrnehmung verändern kann, wie in Abb. 3 dargestellt.
Abb. 3. Die Farbe eines Apfels kann je nach dem CRI-Wert der Lichtquelle natürlich oder nicht natürlich erscheinen.
Beleuchtungslösungen bei L.E.S.S. SA
Alle unsere Inspektionsprodukte weisen einen CRI von über 90 auf, mit einer ausgewogenen Rth-Verteilung und dem Hauptvorteil einer guten Energieeffizienz, die uns als Beleuchtungssysteme von höchster Qualität positioniert.
Von der Arbeitsplatzbeleuchtung für die Uhrmacherei und der maschinellen Bildverarbeitung für kleinere Proben bis hin zu den fortschrittlicheren Mikroskopieinstrumenten bietet L.E.S.S. eine breite Palette von Produkten für die visuelle Inspektion. Die Beleuchtungssysteme haben unabhängig von der Beleuchtungsanwendung die gleichen optischen Eigenschaften, einschließlich Farbtemperatur, Ultrauniformität und Richtwirkung. Bei ihrer Entwicklung wurde besonderer Wert auf den Komfort und die Sicherheit der Benutzer gelegt, während sie gleichzeitig hochpräzise und effiziente Lichtquellen bieten.
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Artikel verfasst von Dr. Yann Tissot, Dr. Jérémy Béguelin und Mathieu Charrière
