Farbdifferenz-Skalierung zur Farbqualitätsbeurteilung von Halbleiter-Lichtquellen

Als wirtschaftlich bedeutendste Halbleiter-Lichtquelle hat sich die lichtemittierende Diode (LED) in der Beleuchtungstechnik etabliert. Zur Beurteilung der Farbqualität von Lichtquellen wird häufig der Farbwiedergabeindex verwendet, dessen numerischer Wert aber für Anwender nicht immer leicht interpretierbar ist. Die Beschreibung mit Hilfe von Ankerbegriffen (semantischen Kategorien) ermöglicht eine leicht interpretierbare Erfassung. Als Grundlage zur farbmetrischen Beschreibung wird der Farbraum CIECAM02-UCS empfohlen. Weiterhin wird in dieser Arbeit ein Zusammenhang zwischen empfundenem Farbunterschied und gemessener Farbdifferenz hergestellt. Es wird gezeigt, dass die Beschreibung der empfundenen Farbunterschiede mit Hilfe von semantischen Kategorien sowohl für die Anwendung in der Farbwiedergabe als auch für das Binning von Lichtquellen sinnvoll ist. Auf einer Bewertungsskala R (Intervallskala mit den Endpunkten „0“ und „100“) sollte die Anordnung der Begriffe wahrnehmungsgemäß – d. h. nicht zwangsläufig gleichabständig – erfolgen. Werden die semantischen Kategorien auf den CIE CRI übertragen, so entspricht Ra=80 einer „guten“ (Warmweiß) bzw. „guten“ bis „mäßigen“ (Neutral- und Kaltweiß) Übereinstimmung zweier Farbproben. Ra=90 entspricht etwa einer „sehr guten“, Ra=95 schließlich einer „ausgezeichneten“ Übereinstimmung. Der ANSI/NEMA Binning-Standard definiert Bin-Größen von Δu'v'≈0,007. Diese Definition ent¬spricht einer „geringen“ visuellen Übereinstimmung zweier Farbproben (Neutral- und Kaltweiß), im Warmweiß-Bereich sogar nur einer „schlechten“ bis „sehr schlechten“ Übereinstimmung. Zusätzlich sind „1/4 Bins“ (Δu'v'≈0,004) und „1/16 Bins“ (Δu'v'≈0,002) definiert, sie ent¬sprechen „guter“ bis „mäßiger“ Übereinstimmung (1/4 Bin) bzw. einer knapp „sehr guten“ Übereinstimmung (1/16 Bin). Eine „ausgezeichnete“ Übereinstimmung wird von keiner der ANSI/NEMA Binninggruppen erreicht.

Light emitting diodes (LEDs) are a well established illumination technology today. For judging the colour quality of these semiconductor lightsources the colour rendering index (CRI) is commonly used. While CRI’s numerical output is often hard to interpret, a description employing semantic category terms offers intutive understanding, simplifying communication on perceived colour differences in colour quality and binning of semiconductor lightsources. As colourimetrical basis the CIECAM02-UCS colour space is recommended. Applying the semantic categories to the CIE CRI scale exposes a „good“ to „moderate“ match of colour samples for Ra=80, a „very good“ match for Ra=90 and an „excellent“ match for Ra=95. The ANSI/NEMA binning standard defines binning groups obtaining the size of Δu'v'≈0,007 (1/1 bin), Δu'v'≈0,004 (1/4 bin) and Δu'v'≈0,002 (1/16 bin). They correspond to a „minor“ … „very bad“, „good“ … „moderate“ and „very good“ match of two samples, respectively. Even in the strictest ANSI bin definition (1/16 bin) an „excellent“ match cannot be guaranteed.