LED mit sehr gutem CRI Wert

martin_hu · Juni 19, 2017, 12:52:03 NACHMITTAGS

Liebe Foristinnen

LED's sind ja für den umbau von Mikroskopen immer wieder ein Thema,
leider haben die meisten LED's schlechte Farbwerte 'color render index'
als sehr gutes Beispiel einer LED von YUJI unten mit einem CRI von 95+ (untere Bildhälfte)
die guten CRI werte verändern sich beim dimmen nur marginal.

Als Vergleich die LED in einer sehr hellen Taschenlampe mit CRI von 75,
dort sieht man bei ca. 470nm eine grosse Lücke im Spektrum, dies entspricht
ungefähr den standard LED's auf dem Markt.

Der von mir gemessene Typ ist:

YJ-BC-135L-G02-56 ...mit 5600K, Eindruck weiss.

https://www.yujiintl.com/packages/display/?led_package=BC-135L

Herzlich

Martin

Udo Hammermeister · Juni 19, 2017, 18:45:43 NACHMITTAGS

Hallo Martin,

Das ist ja fantastisch. Die Spektralkurve sieht doch schon ziemlich gut aus. CRI-Wert ist für mich erst mal wieder ein neuer Begriff, hat wohl irgend etwas mit Spektralverteilung zu tun. Es hat mich ja schon lange gewundet, dass die Technik diese 480-nm-Lücke in der heutigen Zeit nicht schließen kann. Aber es scheint ja Fortschritte zu geben. Hier mal die Kurven von einer Cree-Serie (Kalt-, Neutral-, Warm-Weiß) aus einem Datenblatt, die Lücken sind in jedem Fall ziemlich tief:

Wie, und mit welchen Geräten hast du denn die Spektralkurven aufgenommen?

Grüße
Udo

Rawfoto · Juni 19, 2017, 19:36:32 NACHMITTAGS

Hallo Martin

Spannend, danke, mich würde auch interessieren welches Colorimeter und vor allem welche Messsoftware Du eingesetzt hast.

Weiters verstehe ich die unterschiedliche Richtungen bei Blau nicht, rechts negative Abweichung und links Ausschlg nach oben? Das hätte ich nicht erwartet, es geht um R12 ...

Spannend, im Druck ist der Farbbereich auch kritisch ...

Liebe Grüsse

Gerhard

reblaus · Juni 20, 2017, 00:04:18 VORMITTAG

Hallo -

leider ist diese große Emitterfläche nur mit manchen Beleuchtungsoptiken kompatibel. Bei den gängigen Kollektoren für Durchlichtbeleuchtungen ginge sehr viel Licht verloren. Aber falls die Lichtfarbe was taugt, könnte man den Verlust bei der Intensität ggf. in Kauf nehmen. Gibt es noch andere Formen?

Viele Grüße

Rolf

Tausendblatt · Juni 20, 2017, 00:17:24 VORMITTAG

Zitat von: Rawfoto in Juni 19, 2017, 19:36:32 NACHMITTAGS
Hallo Martin

Spannend, danke, mich würde auch interessieren welches Colorimeter und vor allem welche Messsoftware Du eingesetzt hast.

Weiters verstehe ich die unterschiedliche Richtungen bei Blau nicht, rechts negative Abweichung und links Ausschlg nach oben? Das hätte ich nicht erwartet, es geht um R12 ...

Spannend, im Druck ist der Farbbereich auch kritisch ...

Liebe Grüsse

Gerhard

Moin Gerhard,

der Wert rechts sagt meiner Meinung nach aus, das bei Blau eine schlechtere Übereinstimmung mit dem Optimalwert vorliegt, daher ist R12 kleiner als die übrigen, obwohl zu viel Blau da ist.

Schönes Gerät übrigens, ist wohl der Sekonic C-700 SpectroMaster.
Habe allerdings aus Knauserigkeit keinen, nur den Gossen Colormaster 3f...

Beste Grüße
Jens

martin_hu · Juni 20, 2017, 07:11:22 VORMITTAG

Hallo

die Messung erfolgte mit einem Sekonic Spectromaster, eine art Belichtungsmesser
der aber das Spektrum messen kann und alles direkt wie im Bild anzeigt.
Die Blauwerte vom Dunkelblau sind vermutlich etwas mehr gegen den UV Bereich
interpretiert.

die LED's gibts hier:

https://store.yujiintl.com/collections/frontpage/products/bc-series-cob-135l
https://store.yujiintl.com/collections/frontpage

die Leuchtfläche bei dem von mir verwendetem Typ besteht übrigens aus 25 sehr eng angeordneten led Punkten in einem Feld von 6.5x6.5mm innerhalb des Kreises, ich steure die LED mit einem Labornetzgerät an.

Gruss Martin

Rawfoto · Juni 20, 2017, 13:45:02 NACHMITTAGS

Danke Martin

Hast Du die Anzeige abfotografiert?

Liebe Grüße

Gerhard

martin_hu · Juni 20, 2017, 16:07:29 NACHMITTAGS

Hallo Gerhard

ja das ist ein Foto des Bildschirms.

Herzlich

Martin

wilfried48 · Juni 20, 2017, 18:00:04 NACHMITTAGS

Hallo Martin,

also das mit dem CRI Wert habe ja auf eine Mikroskopbeleuchtung angewendet noch nie so richtig verstanden.
Nach der Definition und Messprinzip erreicht ja diejenige LED, die das glühlampenähnlichste Spektrum hat, offensichtlich den höchsten CRI Wert
siehe z.B.:
https://de.wikipedia.org/wiki/Farbwiedergabeindex
Trotzdem wird jeder der mit einer Glühlampe am Mikroskop in die Tümpelwelt schaut das als nicht natürlich empfinden und sofort nach einem B12 Tageslichtfilter rufen obwohl das den CRI Wert eigentlich schlechter machen würde.

Kannst du mit deinem Spectromaster C-700 mal an einer Glühlampe bei Nennspannung messen, ob da nahezu Ra = 100 herauskommt ? Und dann einem B12 Filter davorschalten, und messen was dann noch übrigbleibt, damit man einen Vergleich zu den LEDs hat ?

viele Grüsse
Wilfried

Udo Hammermeister · Juni 21, 2017, 09:49:29 VORMITTAG

Hallo,

Nun habe ich mal versucht, mich ein bisschen in die offensichtlich äußerst komplexe Ermittlung des CRI-Werts einzulesen. Es ist mir nicht gelungen. Die deutsche Wikipedia-Seite (siehe Link von Wilfried) ist ja grottenschlecht. Die englische Seite ist ein wenig besser, aber sprachlich und mathematisch war ich dort doch überfordert. Auf der deutschen Seite wird über die eigentliche Ermittlung der einzelnen R-Werte nichts gesagt, nur über deren Mittelwertbildung. Es steht da nur "Die Abweichung der Sekundärspektren zwischen Referenz- und Testspektrum dient als Maßzahl für ..." Und das auch noch ziemlich holperig formuliert. Da braucht man schon viel Fantasie, um sich vorzustellen, was wohl gemeint ist.

Wie komplex die Sache ist, mal eben zusammengefasst: Die Lichtquelle hat ein optisches Emissionsspektrum. Die Oberfläche des Objekts hat ein Reflektions- (bzw. Absorptions-) Spektrum. Das reflektierte Licht kommt in die Kamera, worin jeder der drei Sensoren (rot, grün, blau) eine eigene spektrale Empfindlichkeits-Kurve hat. Dann geht es zum Monitor, wobei jedes der drei Pixel wieder ein eigenes Emissionsspektrum hat. Dieses Mischlicht kommt in unser Auge, dort haben wir vier verschiedene Empfänger-Zellen (drei Zäpfchen und ein Stäbchen). Natürlich wieder jedes mit seiner eigenen spektralen Empfindlichkeits-Kurve. Alle erzeugten Nervensignale werden in der Netzhaut und im Gehirn umkodiert zu subjektiven Farbempfindungen und diese dann an das Bewustsein weitergegeben.

Es scheint, dass es um die Abweichung dieser Farbempfindungen geht bei unterschiedlichen Lichtquellen. Und dazu werden die gemessenen Spektralkurven (von der zu untersuchenden Lichtquelle) einem äußerst komplizierten Rechenwerk unterzogen, um an Kennzahlen für die Farbabweichung zu kommen. Soweit ich es verstanden habe, oder eben auch nicht.

Grüße
Udo

Lupus · Juni 21, 2017, 12:48:24 NACHMITTAGS

Hallo,

im Prinzip geht es darum, die spektrale Abweichung des zu untersuchenden Spektrums vom Referenzspektrum (schwarzer Strahler bzw. Sonnenlicht) mit Hilfe von Normfarben zu ermitteln. Der CRI-Wert ist immer auf die jeweilige, gleiche Farbtemperatur des Referenz- und zu testenden Spektrums bezogen. Daher hat eine Glühlampe praktisch den Wert 100, selbst wenn das Glühlampenlicht zu rotstichig erscheint.

Die Idee dahinter ist, dass wegen des jeweils genau definierten stetigen Verlaufes des Referenzspektrums die sich bei einem CRI 100 ergebenden Farben richtig und (fast) ohne Farbverfälschung in Farben mit anderer Beleuchtungsfarbtemperatur umwandeln lassen.
Mit abnehmendem CRI Wert ist die sich ergebende Farbverfälschung der Testfarben immer weniger korrigierbar.
Also auch nicht mit Software zur Anpassung der Farbtemperatur, weil man aus dem undefinierten Spektrum bei geringem CRI Wert nicht auf die richtige Anregung der drei Farbsensoren zurück rechnen kann.

Hubert

martin_hu · Juni 21, 2017, 13:28:50 NACHMITTAGS

Hallo

@Wilfried
Was die Glühlampe betrifft ist das genau die richtige Fragestellung.
Das sind ja alles nur Messdaten die, wie Du richtig sagst auch noch
sinnvoll interpretiert werden müssen.
Eine ausgeglichene Wahrnehmung einer Lichtquelle wird zuerst von
einer guten Verteilung des Spektrums und erst dann von den Farbwerten
beeinflusst, alles was über Ra oder CRI 90 ist, ist sehr gut!
Obere Hälfte des angehängten Bildes Orthoplan mit 12V Halogen
gemessen bei 7V da ich Visuell das so anwende.
Untere Hälfte das ganze mit dem Tageslichtfilter Hoya 80B.
Die Interpretation des Spektrums zusammen mit dem CRI
sagt mir, dass Halogen immer noch erste Wahl ist und vermutlich
etwas besser im Eindruck, als die sehr gute LED, was auch
mit der Erfahrung übereinstimmt. Bei der LED ist das Spektrum
etwas schlechter verteilt.

Wie schon erwähnt sind die Farbwerte ein komplexer Versuch
den Bildeindruck messtechnisch zu erfassen.
Das lässt sich aber auch sehr gut manuell erreichen,
man nimmt einen schönen Farbprospekt oder einen Blumenstrauss
mit sehr bunten Farben und betrachtet Ihn mit Tageslicht
und mit einer LED Taschenlampe. Insbesondere bei Rottönen
wird sofort sichtbar was auch messtechnisch nachweisbar ist.

Ich benütze LED's wenn ich für spezielle Anwendungen zu wenig
Licht habe und wenn ich schon eine einbaue soll sie auch möglichst
gute Farbwerte liefern!

Herzlich

Martin

wilfried48 · Juni 21, 2017, 14:18:35 NACHMITTAGS

Zitat von: martin_hu in Juni 21, 2017, 13:28:50 NACHMITTAGS
.....
Wie schon erwähnt sind die Farbwerte ein komplexer Versuch
den Bildeindruck messtechnisch zu erfassen.
Das lässt sich aber auch sehr gut manuell erreichen,
man nimmt einen schönen Farbprospekt oder einen Blumenstrauss
mit sehr bunten Farben und betrachtet Ihn mit Tageslicht
und mit einer LED Taschenlampe. Insbesondere bei Rottönen
wird sofort sichtbar was auch messtechnisch nachweisbar ist.

......

Hallo Martin,

und wenn ich ihn mit einer Glühlampe beleuchte wäre alles rotstichig, obwohl die einen CRI von nahezu 100 hat.
Und nun frage ich mich, mit welcher Beleuchtung sieht der Blumenstrauss wohl am natürlichsten aus ?
Bestimmt nicht mit einer blaustichigen Taschenlampen LED aber auch nicht mit einer rotstichigen Glühlampe, sondern sicher mit einer LED die dem Tageslicht am nächsten kommt.
Also ist es doch nur eine Frage welchen Strahler man als Referenz für die Berechnung des CRI Werts einer LED nehmen sollte. Wenn man als Referenz Tageslicht (Sonnenlicht) nimmt, was ja für dieses Objekt am natürlichsten ist hätten die LEDs höhere CRI Werte als die Glühlampe.

@ Lupus
ja das habe ich schon verstanden, dass man im digitalen Zeitalter mit einem Referenzspektrum eines genormten schwarzen Strahler besser korrigieren kann. Aber mein Auge kann das nicht und mit einem Mikroskop will ich in erster Linie beobachten und erst in zweiter Linie fotografieren und korrigieren.

viele Grüsse
Wilfried

Lupus · Juni 21, 2017, 14:43:41 NACHMITTAGS

Hallo Wilfried,

wenn Du Tageslicht als Referenz hast dann ist der CRI-Wert der LED nicht automatisch höher. Grundlage ist die Farbtemperatur der zu vermessenden LED, die bestimmt das Referenzlicht.
Man kann nicht eine Glühlampe mit Tageslicht als Referenz vermessen weil die unterschiedliche Farbtemperatur haben.

Hubert

martin_hu · Juni 21, 2017, 16:09:25 NACHMITTAGS

Hallo

ich schlage vor das einmal mit einem Blumenstrauss zu testen

Die znw Werte (Zuneigungswerte) der Frau würden sicher hoch ausfallen
und man hätte dazu noch eine weitere nützliche Anwendung!

@Wilfried
Bei der Messung des CRI Wertes wird wie Hubert erwähnt hat,
die Farbtemperatur als Grundlage genommen, es ist möglich
gute Werte, also eine Darstellung von vielen unterschiedlichen Farben
auf einem hohen Niveau bei unterschiedlichen Farbtemperaturen
zu erreichen! Das entspricht auch dem visuellen Eindruck im Alltag.
Auch bei Glührampenlicht einer klassischen 60 Watt Glühbirne
ist der Eindruck der Farben sehr gut und das geben die Messwerte
auch wieder.
Dass bei der Mikroskopie ein möglichst ausgeglichenes und
weder Rot noch Blau verschobenes Spektrum
erwünscht ist, ist wie schon erwähnt ein weiteres Kriterium.

Gruss Martin