Was ist der CRI Wert und warum ist der Farbwiedergabeindex bei LEDs so wichtig?

Der CRI Wert ist die Abkürzung für den Englischen Begriff “Color Rendering Index”, zu deutsch also Farbwiedergabeindex. Er dient als Maßeinheit (Ra) für die Wiedergabe von Farben bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen im Vergleich zur Wiedergabe von Farben unter Sonnenlicht.

Früher gab es für uns Menschen keine andere Lichtquelle als die Sonne. Daher ist sie für uns der Maßstab für die korrekte Wiedergabe aller Farben die durch die Sonne beleuchtet werden. Jetzt wo wir über viele unterschiedliche Lichtquellen wie Glühlampen, Halogenlampen, Leuchtstofflampen und nicht zuletzt auch LEDs verfügen, benötigen wir eine Maßeinheit um den Unterschiede der Farbwiedergabe zu definieren.

Farben werden bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen von uns Menschen anders wahrgenommen. Jeder von uns stand schon mal in einem Raum der besonders beleuchtet war. Eine Disco mit Schwarzlicht oder in einem dunklen Rot Ton, ein Restaurant mit einem warmen Weisslicht oder das Licht auf der Arbeit. Die Farben unserer Kleidung, unserer Haut und auch aller anderen Objekte werden maßgeblich von der Lichtquelle beeinflusst von der sie angestrahlt werden.

Der RA-Bewertungsindex wird angewendet, um den Farbwiedergabeindex des Beleuchtungsobjekts zu schätzen und den Reflexionsgrad natürlicher Farben im Vergleich zu denen herkömmlicher Beleuchtungen zu ermitteln.

Der CRI-Wert bestimmt also wie gut die Farben im Vergleich zur Sonne von einer bestimmten Lichtquelle wiedergegeben werden. Je höher der CRI Wert, desto natürlicher werden Farben von uns empfunden. Je geringer der CRI Wert, desto mehr werden die Farben durch die Lichtquelle verfälscht.

Da die Sonne als Referenz für die optimale Farbwiedergabe dient hat sie einen CRI Wert von 100 Ra. Die Einheit Ra bezieht sich auf den ägyptischen Sonnengott.

Hier eine kleine Auflistung von Lichtquellen mit ihren jeweiligen durchschnittlichen CRI Werten.

In der Regel ist der CRI Wert auf der Verpackung der LEDs zu finden.  Um den CRI Wert zu bestimmen werden nach DIN 6169 insgesamt 14 verschiedene Farben miteinander vergleichen. In einem Schnellverfahren werden zuerst diese acht Farben verglichen:
Altrosa, Asterviolett, Fliederviolett, Gelbgrün, Hellgrün, Himmelblau, Senfgelb und  Türkisblau. Wenn es dann noch etwas genauer sein soll, werden diese sechs weiteren Farben zum Vergleich herangezogen:
Blattgrün, Blau, Gelb, Grün, Hautfarben (Rosa) und Rot (gesättigtes)

Dabei werden die Farben einmal unter Sonnenlicht und einmal unter der künstlichen Lichtquelle (in unserem Fall LEDs) betrachtet und der Remissionsverlauf - das zurückgeworfene Licht eines Körpers - miteinander verglichen.
Die Abbildungs-Abweichungen “Sekundäres Spektrum” sind die Grundlage für die Ermittlung des CRI.

Bei dieser Frage gehen die Meinungen etwas auseinander. Im Allgemeinen kann man allerdings festhalten dass ein CRI > 90 als Gut bezeichnet werden kann. Je näher man an 100 heran kommt desto besser.

Eine hohe Farbwiedergabe mit RA> 90 macht das Motiv natürlich und frisch. Nur wenige  LED-Produkte können dies derzeit abbilden. Dabei ist die naturgetreue Darstellung von Farben von extremer Bedeutung für Boutiquen, Supermärkte und den Einzelhandel generell.
Ra ist der Durchschnitt von R1 bis R8. Wir sollten allerdings nicht nur auf die durchschnittliche Ra achten, sondern auch auf die Sättigung von Rot R9 und die durchschnittliche RA (9-12) von Rot, Gelb, Grün und Blau, wenn wir LEDs mit hohem CRI vergleichen.
Studien haben gezeigt, dass es bei weißen LEDs eine Diskrepanz zwischen dem RA und der visuellen Bewertung der Farbe gibt. Die Farbe einer weißen LED mit der niedrigen RA sieht vielleicht gut aus während die Farbe einer weißen LED mit der höheren RA hingegen hässlich aussieht. Man erzielt einen hohe CRI der weißen LED, wenn sowohl RA als auch R9 beide einen hohen Wert aufweisen.

R9 bezieht sich auf ein gesättigtes Rot mit einer Wellenlänge von 650 nm. Wenn der R9 <0 ist, ist das rote Licht nicht ausreichend, die rote Verzerrung ist schwerwiegend, so dass die Lampe auf natürliche Weise nicht in roter Farbe rendern kann. Je größer die Zahl, desto besser ist die Reduzierbarkeit von Rot. Alles in allem hat der R9 Wert eine größere Wirkung auf die Bestrahlung von Früchten und Blüten. je besser sie gefärbt sind desto naturgetreuer ist die Darstellung. Speziell bei Produkten für die kommerzielle Beleuchtung verwendet werden sollte der R9 nicht negativ sein. Diese Punkte werden beim CRI mit berücksichtigt.