Lichtwahrnehmung und Farbart
Unsere Wahrnehmung von künstlichem Licht ist von mehreren Faktoren abhängig, wie beispielsweise Farbtemperatur, Farbwiedergabe und Farbqualität. Das Licht, das das menschliche Auge als weiß wahrnimmt, ist eine Mischung aus allen Farben. LEDs unterscheiden sich technisch von Glühbirnen. Deswegen sind ihre jeweiligen Eigenschaften nicht direkt vergleichbar.
Der Plancksche Kurvenzug (Black Body Locus/BBL)
Lichtfarbe und Farbtemperatur sind Bestandteile des Farbdreiecks, ebenso wie der Plancksche Kurvenzug. Der Plancksche Kurvenzug ist auch bekannt als Black Body Locus (BBL). Er gibt Farbtemperaturen (in Kelvin) an und entspricht der tatsächlichen Farbe eines erhitzten Schwarzen Körpers. Je höher die Farbtemperatur ist, desto weißglühender ist der Körper. Bei Glühlampen entspricht die Farbtemperatur der tatsächlichen Temperatur (°K) des Glühfadens. Da moderne Leuchtmittel keine Glühfäden haben, wird stattdessen eine korrelierte Farbtemperatur (CCT) angegeben. Sie wird anhand der Farbart des Leuchtmittels gemessen, die auf einer der Isothermen* liegt. An dem Punkt, wo sich Isotherme und Planckscher Kurvenzug kreuzen, wird die korrelierte Farbtemperatur festgelegt. *Isotherme: eine Linie, die Punkte mit derselben Temperatur verbindet.
Das Sortiment von Fagerhult umfasst Leuchten mit Farbtemperaturen zwischen 1800 und 6500 K. Die meisten haben dabei eine Farbtemperatur von 3000 K oder 4000 K. Wir bieten auch Leuchten mit Tunable White an. Hierbei ist die Farbtemperatur im Bereich von 2700 K bis 6500 K wählbar.
Die Abbildung stellt dar, wie die korrelierte Farbtemperatur berechnet wird. Die eingezeichnete Kurve zeigt die Farbtemperatur in Grad Kelvin. Um die korrelierte Farbtemperatur zu ermitteln, wird die Farbtemperatur des Leuchtmittels gemessen. Dieser Wert liegt auf einer der Isothermen. Die korrelierte Farbtemperatur wird an dem Punkt abgelesen, an dem die Linie die Kurve kreuzt.
Planckscher Kurvenzug (Black Body Locus/BBBL)
Wie Sie im Abschnitt über die Farbtemperatur oben lesen können, stellt der Plancksche Kurvenzug (Black Body Locus) das weiße Licht im Farbdreieck dar. Normalerweise erzeugen unsere Produkte Licht mit einer Farbkoordinate am Schnittpunkt der Kurve und der Isothermen der Farbtemperatur. Für einige Anwendungen, hauptsächlich für die Beleuchtung von Ladenräumlichkeiten, haben wir uns für die Entwicklung einer spezifischen Farbkoordinate entschieden, die unterhalb des Planckschen Kurvenzugs (BBBL – Below Black Body Locus) liegt. Die Wahl dieser Farbkoordinate sorgt weiterhin für ein warmweißes Licht (in der Regel 3000 K), bietet dabei aber ein „weißeres“ Weiß. Unsere BBBL-Produkte gewährleisten außerdem eine sehr gute Farbwiedergabe (CRI > 90) und verstärken Kontraste.
Weißes Licht in verschiedenen Farbtemperaturen
Weiße LEDs sind mit warmweißen bis sehr kalten Farbtemperaturen (2700–8000 K) erhältlich. Weißes Licht wird in der Regel erzeugt, indem eine blaue LED mit einer Phosphorschicht überzogen wird.
Wenn LEDs eine wärmere Farbtemperatur haben, sind sie häufig weniger effizient als LEDs mit kälterer Farbtemperatur. Das liegt daran, dass ein größerer Anteil des Lichts, das der blaue Chip erzeugt, in eine wärmere Farbe umgewandelt werden muss.
Amber – Licht im orange-roten Spektrum
Licht hat nachweislich eine biologische Wirkung auf den Menschen. Studien zufolge regen hohe Mengen an kühlem Licht die Cortisolproduktion an, was uns wach macht. Geringe Mengen an warmem Licht beruhigen uns dagegen. Amber, eine helle Farbe im orange-roten Spektrum, ist als Konzept relativ neu im Beleuchtungsbereich. Die Lichtfarbe reduziert die Produktion des Stresshormons Cortisol. So eignet sie sich beispielsweise dazu, im Gesundheitswesen Patienten zu beruhigen oder den Schlaf anzuregen.
Tageslicht oder eine entsprechende Lichtquelle liegt hauptsächlich im blauen und grünen Bereich des Spektrums und regt die Cortisolproduktion aus. Ein schwaches Nachtlicht oder Licht mit hohem Rotanteil fördert stattdessen die Produktion des Schlafhormons Melatonin und macht uns schläfrig.
Der melanopische Wirkfaktor (Melanopic Daylight Efficacy Ratio – MDER) wird bei der Beleuchtungsplanung zur Berechnung des melanopischen Lux-Werts der Beleuchtungsanlage verwendet. Da das Tageslicht bei Menschen den zirkadianen Rhythmus steuert, ist es auch der Bezugspunkt für den melanopischen Wirkfaktor. Ein niedriger melanopischer Wirkfaktor beeinflusst die Melatoninproduktion nur minimal und sorgt für ein „beruhigendes“ Licht.
Für die Beleuchtung am Abend und in der Nacht sind deswegen LEDs mit niedrigem melanopischem Wirkfaktor ideal. LEDs mit einem höheren Wert eignen sich hervorragend für die Beleuchtung am Tag. LEDs mit Amber haben einen sehr niedrigen melanopischen Wirkfaktor.
Tunable White
„Tunable White“ heißt, dass die Farbtemperatur des Lichts von warm bis kalt eingestellt werden kann, in der Regel zwischen 2700 und 6500 K. Ein Tunable-White-LED-Schaltkreis verfügt über zwei gleich große LED-Gruppen, eine mit 2700 K und eine mit 6500 K. Ein Zweikanal-Treiber steuert, wie stark die jeweilige Gruppe leuchtet, und bestimmt somit die von der Leuchte erzeugte Farbtemperatur. COB-LEDs können ebenfalls eine abstimmbare Weißlichtquelle (Tunable White) sein, wobei die Streifen, auf denen die Chips montiert sind, eine durchgehende Phosphorbeschichtung aufweisen.
RGBW
Eine RGBW-Leuchte kann alle Farben durch das Mischen von rotem, grünem, blauem und weißem Licht als LEDs erzeugen. Die LEDs sind zusammen auf einem LED-Modul montiert. Das gesamte System wird über einen Vierkanal-Treiber gesteuert. RGBW wird hauptsächlich zur Verbesserung der Lichtverhältnisse in Operationssälen eingesetzt, vor allem bei minimalinvasiven Eingriffen.