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Human Centric Lighting: Metrik charakterisiert künstliche Lichtquelle

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Wie natürlich ist das Licht einer künstlichen Lichtquelle? Mit der Metrik Average Spectral Difference (ASD) soll ein Vergleich des Lichtspektrums künstlicher Lichtquellen möglich sein.

Bridgelux seine LED-Serie „Thrive“ soll dem natürlichen Spektrum der Sonne nahe kommen.
Bridgelux seine LED-Serie „Thrive“ soll dem natürlichen Spektrum der Sonne nahe kommen.
(Bild: Bridgelux)

Viel ist die Rede von Human Centric Lighting (HCL) und die Auswirkungen von künstlichen Licht auf den menschlichen Organismus. Doch wie lässt sich ganz objektiv eine künstliche Lichtquelle mit natürlichem Licht vergleichen?

Angesichts des wachsenden Marktinteresses an Human Centric Lighting wird oft die Frage aufgeworfen, wie natürlich eine künstliche Lichtquelle und das emittierte Spektrum ist. Ob und wie natürlich ein künstliches Licht ist, lässt sich nur bedingt mit Standard-Messgrößen wie CRI und TM-30 messen. Jetzt hat Bridgelux eine selbstentwickelte Metrik vorgestellt, mit der sich künstliche Lichtquellen besser charakterisieren lassen sollen: Average Spectral Difference (ASD).

Im Laufe der Evolution haben sich unsere Augen und damit verbunden unser gesamtes Sehsystem unter dem Einfluss des natürlichen Lichts von Sonne und Feuer entwickelt. Diese Lichtquellen sind in der Industrie standardisierte Definitionen der Spektralleistung zugeordnet, die den Zustand des natürlichen Lichts beschreiben. Lichtplaner, Designer und Leuchtenhersteller sollten deshalb die Farbqualitätsmetriken wie CRI und TM-30 berücksichtigen und auch die individuelle spektrale Strahldichteverteilung (SPD) einbeziehen, wenn sie eine Auswahl der Lichtquelle treffen.

Objektiv und quantitativ eine Lichtquelle messen

Bislang gab es keine Messgröße, um eine künstliche Lichtquelle im Vergleich zu einer natürlichen Lichtquelle zu quantifizieren. Mit ASD soll es möglich sein, objektiv und quantitativ die Übereinstimmung einer Lichtquelle mit dem natürlichen Licht im sichtbaren Spektrum zu messen. Dazu mittelt man die Unterschiede der spektralen Spitzen und Senken zwischen einer Lichtquelle und einer standardisierten natürlichen Lichtquelle mit derselben CCT-Farbtemperatur.

Im Gegensatz zu CRI und TM-30, bei denen höhere Werte eine höhere Lichtqualität signalisieren, stellt ASD den Unterschied in den Spektren im Vergleich zu natürlichem Licht dar. Je niedriger der ASD-Wert, desto besser die Übereinstimmung mit natürlichem Licht. Der Hersteller Bridgelux hat seine LEDs der Serie Thrive so konzipiert, dass sie von allen auf dem Markt erhältlichen Lichtquellen dem natürlichen Licht am nächsten kommt. Die Standardkennzahlen für die Lichtqualität und ASD-Werte für natürliches Licht und LED-Lichtquellen von Bridgelux bei einer Farbtemperatur von 3000 K sind:

  • Zur Referenz natürliches Licht: Ra = 100, Rf = 100, Rg = 100, ASD 0%,
  • Thrive: Ra = 98, Rf = 98, Rg = 101, ASD 9%,
  • Bridgelux Décor 97 CRI: Ra = 98, Rf = 94, Rg = 102, ASD 18% (100% höher als Thrive),
  • Bridgelux 90 CRI: Ra = 92, Rf = 91, Rg = 97, ASD 20% (120% höher als Thrive) und
  • Bridgelux 80 CRI: Ra = 83, Rf = 84, Rg = 93, ASD 28% (210 % höher als Thrive).

Vergleich des Spektrums der verschiedenen Lichtquellen nach Wellenlänge.
Vergleich des Spektrums der verschiedenen Lichtquellen nach Wellenlänge.
(Bild: Bridgelux)

Die ASD-Werte für Standardlichtquellen sind im Vergleich zu Thrive viel größer, einschließlich der 98 CRI-Lichtquelle mit ähnlichen CRI- und TM-30Rg-Werten. Während TM-30 und CRI wichtige Messgrößen für die Farbqualität sind, sagt ein hoher Wert nicht unbedingt viel darüber aus, wie natürlich das Licht der Quelle ist, während man bei einem sehr niedrigen ASD-Wert von einem natürlichem Licht ausgehen kann.

Lesetipp

Whitepaper zu Average Spectral Difference (englisch)

(ID:46584956)