MAVOSPEC. Spektrales Lichtmessgerät Das handliche Lichtlabor. {Filename} Klaus-Peter Richter

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1 MAVOSPEC Spektrales Lichtmessgerät Das handliche Lichtlabor {Filename} Klaus-Peter Richter

2 MAVOSPEC - Die Komplettlösung MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

3 MAVOSPEC Messgrößen MAVOSPEC vereint einzigartig die Leistungsfähigkeit eines High End Spektrometers in einem tragbaren Messgerät mit intuitiver Touch Screen Bedienung und hochauflösendem Farbdisplay. Vielseitige Applikationen Überwachung von Arbeitsstätten, behördlichen Vorschriften Planung, Bau, Kontrolle, Reparatur und Wartung von Beleuchtungsanlagen Qualitätssicherung bei Lampen- und Leuchtenherstellern Forschung und Entwicklung in lichttechnischen Betrieben Messgrößen Beleuchtungsstärke [lx] Lux Farbkoordinaten nach CIE 1931 (x,y), CIE 1960 (u,v) und CIE 1976 (u,v ) Farbtemperatur CCT nach CIE 13.3 Farbwiedergabeindex Ra (R1 R14) Color Rendering Index nach CIE Peakwellenlänge [nm] MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

4 MAVOSPEC Messgrößen mit Zubehör MAVOSPEC + MAVOSPHERE Lichtstrom [lm] Lumen Strahlungsleistung [mw] Watt MAVOSPEC + MAVOPROBE Leuchtdichte [cd/m²] in Distanz- oder Aufsatzmessung MAVOSPEC + GL SpectroSoft Dominante Wellenlänge Farbortfehler Lichtstärke Metamerie Indizes Transmission und Reflexion Binning von LEDs Abnahme von Abmusterungsplätzen nach ISO3664 MacAdam Ellipsen MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

5 MAVOSPEC Technische Daten Technische Daten: Spektralbereich nm oder nm Sensor CMOS, Bildsensor, 256 Bit Physikalische Auflösung 1,7 nm / 1,8 nm Reproduzierbarkeit Wellenlänge 0,5 nm Integrationszeit 5 ms bis 100 s A/D Wandler 16 Bit Signal-Rauschabstand 1000:1 Streulicht 2*10E-3 Halbwertbandbreite FWHM 12 nm Radiometrische Genauigkeit 4 % Messunsicherheit Farbort 0,0015 Flicker Kompensation Temperatursensor und automatische Nullpunktkorrektur hohe Empfindlichkeit und präzise Kalibrierung hervorragende Rauschunterdrückung automatische Erkennung des Zubehörs und Verwendung zugehöriger Kalibrierdaten MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

6 MAVOSPEC Schnittstellen & Speicher Schnittstellen & Speicher: USB USB 2.0 Wi-Fi b/g Bluetooth in Vorbereitung SD-Kartenschacht Micro SD Messwertspeicher Auto / 4 GB MicroSD Datenformat XML Stecker für Lichtwellenleiter Optional SMA905D Sonstiges: Betriebssystem Android Energieversorgung über USB < 640 ma Netzadapter Steckernetzteil V, 50/60 Hz, 0,15A Ausgang 5 V, 1 A Batterie / Akku Li-Ion Akku 1400 mah, fest eingebaut Akku-Betriebsdauer ca. 6 h Ladezeit mit Netzteil / USB ca. 2 h Betriebstemperatur 5-35 C MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

7 MAVOSPHERE 48 Ulbricht Kugel zur Messung des Lichtstromes [lm] und der Strahlungsleistung [mw] von einzelnen LEDs, auf Leiterplatten installierter LEDs oder kleinformatiger Lichtquellen. Applikationen: Wareneingangs- und Qualitätskontrolle von LEDs verschiedenen Anbieter Binning, d.h. Auswahl von Farb- und Helligkeitsgruppen Messung faseroptischer Quellen aller Art wie z.b. Endoskopen Kalibrierung von Leuchten die aus mehreren LEDs bestehen Prüfung von Diffussoren oder Optiken, die auf LEDs installiert werden Überwachung von Veränderungen des Spektrums, der Farbe oder des Lichtstroms Messgrößen Lichtstrom [lm] und Strahlungsleistung [mw] Farbkoordinaten nach CIE 1931 (x,y), CIE 1960 (u,v) und CIE 1976 (u,v ) Farbtemperatur CCT nach CIE 13.3 Farbwiedergabeindex Ra (R1 R14) Color Rendering Index nach CIE Color Peak [nm] MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

8 MAVOSPHERE 205 Ulbricht Kugel 205 mm zur Messung des Lichtstromes [lm] und der Strahlungsleistung [mw] von mittelgroßen LED Moduln oder LED Retrofits. Applikationen: Messung von mittelgroßen LED Moduln Messung von LED Retrofit Leuchtmitteln Prototypenentwicklung oder Eingangskontrolle zur Qualitätssicherung Besondere Eigenschaften: CIE 127:2007 konforme LED Messung, 2π über Porteingang 50 mm oder 4π über Zentrum Hilfslichtquelle (weiße LED) zur Kompensation der Selbstabsorption Universeller Halter für den Prüfling Messgrößen Absoluter und partieller Lichtstrom [lm], Strahlungsleistung [mw] Farbort nach CIE 1931 (x,y), CIE 1960 (u,v) und CIE 1976 (u,v ) Farbtemperatur CCT nach CIE 13.3 Farbwiedergabeindex Ra (R1 R14) Color Rendering Index Color Peak [nm] MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

9 MAVOSPHERE 500 Ulbricht Kugel 500 mm zur Messung des Lichtstromes [lm] und der Strahlungsleistung [mw] von LED Retrofits und kleinen Leuchten. Applikationen: Messung von LED Retrofits Messung von kleinen Leuchten Prototypenentwicklung oder Eingangskontrolle zur Qualitätssicherung Besondere Eigenschaften: Hilfslichtquelle (weiße LED) zur Kompensation der Selbstabsorption Universeller Halter für den Prüfling Messgrößen Lichtstrom [lm] und Strahlungsleistung [mw] Farbort nach CIE 1931 (x,y), CIE 1960 (u,v) und CIE 1976 (u,v ) Farbtemperatur CCT nach CIE 13.3 Farbwiedergabeindex Ra (R1 R14) Color Rendering Index Color Peak [nm] MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

10 MAVOSPHERE 1100 Ulbricht Kugel 1100 mm zur Messung des Lichtstromes [lm] und der Strahlungsleistung [mw] von größeren LED Moduln, kompletten Leuchten und Lampen. Applikationen: Messung von größeren LED Moduln Messung von kompletten Leuchten und Lampen Bestimmung der Leuchtkraft und Lichtausbeute von Lampen Besondere Eigenschaften: Hilfslichtquelle (weiße LED) zur Kompensation der Selbstabsorption Universeller Halter für den Prüfling Messgrößen Lichtstrom [lm] und Strahlungsleistung [mw] Farbort nach CIE 1931 (x,y), CIE 1960 (u,v) und CIE 1976 (u,v ) Farbtemperatur CCT nach CIE 13.3 Farbwiedergabeindex Ra (R1 R14) Color Rendering Index Color Peak [nm] MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

11 MAVOSPHERE 2000 Ulbricht Kugel 2000 mm zur Messung des Lichtstromes [lm] und der Strahlungsleistung [mw] von größeren LED Moduln, kompletten Leuchten und Lampen. Applikationen: Messung von großen LED Moduln Messung von kompletten Leuchten und Lampen Bestimmung der Leuchtkraft und Lichtausbeute von Lampen Besondere Eigenschaften: Hilfslichtquelle (weiße LED) zur Kompensation der Selbstabsorption Universeller Halter für den Prüfling Messgrößen Lichtstrom [lm] und Strahlungsleistung [mw] Farbort nach CIE 1931 (x,y), CIE 1960 (u,v) und CIE 1976 (u,v ) Farbtemperatur CCT nach CIE 13.3 Farbwiedergabeindex Ra (R1 R14) Color Rendering Index Color Peak [nm] MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

12 MAVOPROBE 1.0 Mit der MAVOPROBE 1.0 kann die Leuchtdichte [cd/m²] sowohl in Aufsatz- als auch in Distanzmessung erfasst werden.. Applikationen: Messung von Displays LED, Plasma Messung von OLEDs Messung von leuchtenden oder reflektierenden Flächen Überprüfung von Projektoren Kalibrierung von Displays Messgrößen Leuchtdichte [cd/m²] Farbort nach CIE 1931 (x,y), CIE 1960 (u,v) und CIE 1976 (u,v ) Farbtemperatur CCT nach CIE 13.3 Farbwiedergabeindex Ra (R1 R14) Color Rendering Index Color Peak [nm] MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

13 GL SpectroSoft Basic - Basisfunktionen GL SpectroSoft ist eine optionale, intuitiv bedienbare Auswertesoftware mit umfangreichen Messfunktionen zur Spektralanalyse von Lichtquellen sowie Transmissions- und Reflexionsmessung. Sowohl spektrale Messwerte aus dem MAVOSPEC mit jeweiligem Zubehör als auch extern erzeugte Spektren sind nach aktuellen CIE Normen auswertbar. Spektrale Leistungsverteilung Grafische Anzeige des Spektrums mit Skalierungsfunktion und Farbzuordnung zu Wellenlängen Tabellarische Messwertanzeige Tabelle mit spektralen Daten in nativer oder berechneter 1 nm, 2 nm, 5 nm Schrittweite Auswertung der Spektren Berechnung von lichttechnischen und farbmetrischen Größen, Farbort (XYZ; x,y; u v ; CIELab), korrelierende Farbtemperatur, Farbortfehler, Peakwellenlänge und Wert, dominante Wellenlänge, Farbwiedergabeindex Ra und Einzelindizes R1 bis R14 Anzeige des Farborts - in der CIE Normfarbtafel, CIE 1931 [x,y], CIE 1960 [u,v] oder CIE 1976 [u, v ] bei auswählbarem 2 oder 10 Normbeobachter Lichttechnische Grundgrößen je nach angeschlossenem Zubehör wird Beleuchtungsstärke, Leuchtdichte oder Lichtstrom aus dem Spektrum berechnet. MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

14 GL SpectroSoft Basic - Basisfunktionen Personalisiertes Messprotokoll kann für Dokumentationszwecke von der gerade angezeigte Messung als HTML Seite erstellt werden. Fernsteuerung und Datenübernahme des MAVOSPEC über USB oder WiFi Schnittstelle. Einzelne, kontinuierliche oder intervall-gesteuerte Messungen werden unterstützt. Universelle Austausch von Spektren extern erzeugte Spektren können aus TXT Dateien importiert und dann ausgewertet werden. Interne Daten können über TXT Dateien oder Clipboard exportiert und mit anderen Anwendungen weiterverarbeitet werden. Individuell gestaltbarer Desktop einzelne Fenster können beliebig angeordnet, skaliert, zusammengestellt und als Konfiguration abgelegt werden. Internationaler Einsatz Menüführung umschaltbar zwischen den Sprachen Deutsch, Englisch, Französisch, Italienisch und Polnisch. MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

15 GL SpectroSoft Pro - Zusatzfunktionen Binning von Leuchtdioden mit dem eingebauten Editor können Helligkeits- und Farbbins festgelegt werden. Bei der Messung einzelner LEDs werden diese in die definierten Klassen eingeteilt. Metamerie Indizes werden für den UV und VIS Bereich ermittelt. Abnahme von Abmusterungsplätzen die nach ISO 3664 erforderlichen Messgrößen werden in einem Prüfablauf ermittelt und ein Abnahmeprotokoll erstellt. Lichtstärke (cd) Berechnung der Lichtstärke über die Beleuchtungsstärkemessung mit Standarddiffusor und Vorgabe des Abstand. Transmission und Reflexion von optischen Komponenten kann mit einer externen Lichtquelle und optischen Messzubehör realisiert werden. Messwerte auf einen Blick auswählbare Messgrößen können in einem speziellen Fenster angezeigt werden. Übersichtlicher Vergleich auswählbare Messgrößen verschiedener Messungen können in einer Tabelle zusammengefasst und in einem speziellen Fenster angezeigt werden. MacAdam Ellipsen in Vorbereitung MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

16 Was kann gemessen werden? MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

17 Vertikal Beleuchtungsstärke E [lux, lx] Die Beleuchtungsstärke gibt an mit welcher Intensität eine Fläche beleuchtet wird. Sie beträgt ein Lux, wenn der Lichtstrom von einem Lumen die Fläche eines Quadratmeters gleichmäßig ausleuchtet. Dies entspricht etwa einer normalen Kerzenflamme im Abstand von einem Meter. Das Quadratische Abstandsgesetz besagt, dass die Beleuchtungsstärke umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung abnimmt. Horizontal Die Beleuchtungsstärke wird auf horizontalen und vertikalen Flächen gemessen. Sie gibt jedoch nicht den Helligkeitseindruck eines Raums wieder, da dieser von den Reflexionseigenschaften der Raumflächen abhängt. Ein weißer Raum erscheint heller als ein dunkler Raum. Bewertet mit V(λ) Bei normaler Beleuchtung wird in der Regel keine gleichmäßige Lichtverteilung erreicht, deshalb beziehen sich Angaben in Normen meist auf eine mittlere Beleuchtungsstärke. Sie wird als gewichtetes arithmetisches Mittel aller Beleuchtungsstärken im Raum berechnet. MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

18 Beleuchtungsstärke - Applikationen Die Beleuchtungsstärke wird bei der Planung und Installation von Beleuchtungsanlagen, deren Überprüfung und Überwachung sowie zur Einhaltung der Beleuchtungsverhältnissen aus hygienischen, physiologischen, psychologischen oder Sicherheitsgründen benötigt. Die Geltungsbereiche, Begriffe, Aufgaben, Anforderungen und praktische Richtlinien sind weitgehend durch Normen festgelegt. Überwachung von Arbeitsstätten und öffentlicher Gebäude Einhaltung von Arbeitsstättenverordnung, berufsgenossenschaftlichen Regeln, behördlichen Vorschriften Reparatur und Wartung in Produktionseinrichtungen, Büros und Krankenhäusern Kontrolle von Lichtquellen der Straßenbeleuchtungen Überwachung von Sport- und Parkanlagen Qualitätssicherung bei Leuchtmittel- und Lampenherstellern Planung von Beleuchtungseffekten durch Licht-Designer und Architekten Einhaltung der Beleuchtungsstärke in Agrar- und Forstwirtschaft Forschung und Entwicklung in lichttechnischen Betrieben MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

19 Kosinus-Korrektur des Messkopfs Die Helligkeit einer planen Messfläche ist proportional dem Kosinus des Lichteinfallswinkels. Dieser Zusammenhang wird bei der Bewertung durch den Empfänger berücksichtigt. Die zulässige Abweichung von der Idealkurve ist in DIN 5032 definiert und dient zur Klassifizierung des Messgeräts. DIN 5032 Cos-getreue Bewertung f 2 Klasse A < 1,5% Klasse B < 3% Klasse C < 6% Messkopf MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

20 Empfindlichkeit des Auges V(λ) DIN 5032 V(λ) Anpassung f 1 Das menschliche Auge ist für die sichtbare Strahlung je nach Wellenlänge unterschiedlich empfindlich. Die spektralen Hellempfindlichkeitskurven wurden von der internationalen Beleuchtungskommission CIE genormt. Bei Tagsehen (photopisches Sehen), wenn die Helligkeit so hoch ist, dass Farben eindeutig erkannt werden, gilt die V(λ)-Kurve. Nimmt die Helligkeit so weit ab, dass Farben nicht mehr erkannt werden, dann spricht man von Nachtsehen (skotopisches Sehen) und es gilt die V (λ)-kurve. Die zulässige Abweichung von der Idealkurve ist in DIN 5032 definiert und dient zur Klassifizierung des Messgeräts. Klasse L < 1,5% Klasse A < 3% Klasse B < 6% Klasse C < 9% V (λ) Nachtsehen V(λ) Tagsehen MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

21 Leuchtdichte L [cd/m²] Die Leuchtdichte gibt in Candela pro Quadratmeter an welchen Helligkeitseindruck, das Auge von einer selbstleuchtenden oder beleuchteten Fläche hat. Sie beschreibt die physiologische Wirkung des Lichts auf das Auge und wird in der Außenbeleuchtung als Planungsgröße verwendet. Die Messung der Leuchtdichte erfolgt mit dem MAVOPROBE 1.0 Messadapter der sowohl für die Aufsatz- als auch Distanzmessung ausgelegt ist. Bewertet mit V(λ) Bei der Distanzmessung kann der Messfleck auf die zu messen Fläche projetziert werden. Dazu wird am Lichtwellenleiter anstelle des Messadapters ein Laserpointer angesteckt. MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

22 Leuchtdichte - Applikationen Die Leuchtdichte wird zur Einhaltung von Vorschriften die minimale oder maximale Helligkeit überprüfen, die Qualitätsanforderungen an Produkte mit Displays oder Leuchten sichern, den Wartungsbedarf wegen Alterung ermitteln oder auch die Gleichmäßigkeit von Ausleuchtungen optimieren benötigt. Die Geltungsbereiche, Begriffe, Aufgaben, Anforderungen und praktische Richtlinien sind weitgehend durch Normen festgelegt. Abnahme- und Konstanzprüfung von Bildwiedergabegeräten in der Medizintechnik Kontrastmessung am Arbeitsplatz (Arbeitsschutzrichtlinien) Messung von Straßen-, Tunnel-, Bahn- und Flughafenbeleuchtungen Messung von Signalsystemen Messung der Leuchtdichte von CRTs, LCDs, LEDs, Plasma Displays und Els Beleuchtung in Museen und öffentliche Gebäuden Sportstättenbeleuchtungen Überprüfung gleichmäßiger Ausleuchtung von Projektionsleinwände Messung von Lichtanlagen, Leuchtkästen und Außenwerbung MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

23 Lichtstrom Φ [Lumen, lm] Der Lichtstrom ist das gesamte von einer Lichtquelle nach allen Seiten abgegebene Licht und gibt die Lichtleistung einer Lampe wieder. Der Quotient aus Lichtstrom und der zu seiner Erzeugung zugeführten elektrischen Leistung P wird als Lichtausbeute η [lm/w] bezeichnet. Sie ist das Maß für die Wirtschaftlichkeit des Leuchtmittels. Lichtausbeute η = Lichtstrom Φ / elektrische Leistung P Der Lichtstrom einer Lampe wird mit einer Ulbricht Kugel integriert und mittels Spektrometer oder Luxmeter gemessen. Der Lichtstrom stellt eine Grundlage für die Berechnung weiterer Parameter dar und kann für den Vergleich verschiedener Lichtquellen verwendet werden. Bestimmung der Lichtausbeute unterschiedlicher Leuchtmittel Bestimmung bzw. Überprüfung der Energieeffizienz einzelner Leuchtmittel Bestimmung der Energieeffizienzklasse von Lampen und Leuchten Bewertet mit V(λ) MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

24 Lichtstrom - Applikationen Die Messung des Lichtstroms findet ein breites Anwendungsfeld bei: Entwicklung und Spezifikation von Lampen und Leuchten Farb- und Helligkeitsgruppen von LEDs (Binning) mit optionaler GL SpectroSoft Messung faseroptischer Quellen aller Art wie z.b. Endoskopen Kalibrierung von Leuchten mit mehreren LEDs Prüfung von Diffusoren oder Optiken für LEDs Überwachung von Spektrum, Farbe und Lichtstrom MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

25 Ulbricht Kugel Ulbricht Kugel werden zur Messung des Lichtstromes [lm] und der Strahlungsleistung [mw] eingesetzt. Die reflektierenden Beschichtung auf der Innenseite der Hohlkugel verteilt das einfallende Licht durch diffuse Reflexion gleichmäßig über die inneren Kugeloberfläche und wirkt so als Integrator. An einem Detektorport wird das Messgerät angeschlossen, das in der Regel die Beleuchtungsstärke misst und über die Kugelkonstante auf den Lichtstrom oder Strahlungsleistung umrechnet. Lichtquellen die nur in den vorderen Halbraum (180 ) abstrahlen werden in 2π-Konfiguration gemessen, d.h. sie leuchtet durch eine Öffnung ins Innere der Kugel. Die Messöffnung befindet sich normalerweise im 90 Winkel zur Eintrittsöffnung und wird durch eine Blende vor direkter Lichteinstrahlung geschützt. Lichtquellen die in alle Richtungen (360 ) abstrahlen werden in 4π-Konfiguration gemessen, d.h. die Montage erfolgt im Zentrum der Kugel und benötigt somit größere Kugeldurchmesser. Für die Beschichtung wird Bariumsulfat (BaSO 4 ) bei großen Kugeln für den UV/VIS-Bereich, PTFE (Teflon) bei kleinere und mittlere Kugeln für den UV/VIS-Bereich sowie Gold für den NIR/IR-Bereich verwendet. Die Kompensation der Selbstabsorption von in der Kugel angebrachten größeren und dunkleren Prüflingen kann mit einer im Kugelinneren angebrachten Hilfslichtquelle erfolgen. Quelle: Instrument Systems MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

26 Grobkalkulation - Kugeldurchmesser Allgemeine Lichtquellen Größe der Lichtquelle < 10 % des Innendurchmessers der Kugel Beispiele: 10 cm Lichtquelle benötigt 100 cm Innendurchmesser der Kugel 40 cm Lichtquelle benötigt 400 cm Innendurchmesser der Kugel Allgemeine Lichtquellen, Kompensation der Selbstabsorption Größe der Lichtquelle < 20 % des Innendurchmessers der Kugel Bei Kompensation der Selbstabsorption mittels Hilfslichtquelle ist bei gleicher Messgenauigkeit nur der halbe Kugeldurchmesser erforderlich. Flache quadratische oder runde Lichtquellen Größe der Lichtquelle < 1/3 des Innendurchmessers der Kugel Beispiele: 16 x 16 cm quadratische Lichtquelle benötigt 50 cm Innendurchmesser 60 x 60 cm quadratische Lichtquelle benötigt 200 cm Innendurchmesser Stabförmige Lichtquellen Länge der Lichtquelle < Innendurchmesser der Kugel MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

27 Lichtausbeute von Leuchtmitteln Lichtstrom [Lumen] LED [W] Glühlampe [W] NV-Halogen [W] HV-Halogen [W] (6) (8) (15) 14 (13) (16) 16 (14) ESL [W] T8 L [W] (18) (T8) (T8) (30) 31 (28) (36) 39 (35) (58) 59 (54) T5 L [W] MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

28 Energieeffizienz von Leuchtmitteln MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

29 Energieeffizienzklassen von Leuchtmitteln Energieverbrauchskennzeichnung von elektrischen Lampen und Leuchten EU Verordnung Nr. 874/2012 MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

30 Farbwiedergabeindex nach DIN 6169 Der allgemeine Farbwiedergabeindex R a ist ein Maß für die Farbwiedergabeeigenschaft von Lampen, dessen theoretischer Maximalwert 100 beträgt. Je höher der Farbwiedergabeindex, desto besser ist die Farbwiedergabeeigenschaft der Lampe. Möglichst naturgetreue Farbwiedergabe wird durch den Einsatz von Lampen mit R a > 90 erzielt. R a ist der arithmetische Mittelwert der Farbabweichung der Testfarben 1 8 (DIN 6169). In DIN EN ist die Farbwiedergabeeigenschaft von Lampen zur Beleuchtung für verschiedene Raumarten und Tätigkeiten definiert. Die Farbwiedergabeeigenschaft von Lampen wird herstellerunabhängig gemeinsam mit der Farbtemperatur in einem dreistelligen Code definiert. R a Farbwiedergabe Lampenbeispiele Anwendung > 90 ausgezeichnet Halogen-Metalldampflampen De-Luxe-Leuchtstofflampen Halogenglühlampen, LED gut Halogen-Metalldampflampen Leuchtstofflampen LED mittel LED mittel Halogen-Metalldampflampen für Straßenbeleuchtung Grafisches Gewerbe, Museen, Textil- und Lederwarenverkaufsräume, Friseur- / Kosmetiksalons zahnärztlicher Behandlungsplatz Verwaltungsgebäude, Schulen, Industrie- und Sporthallen Straßenbeleuchtung mangelhaft Quecksilberdampf-Hochdrucklampen Gröbere Industriearbeiten mangelhaft Natriumdampf-Hochdrucklampen Innenbereich nur in Ausnahmen MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

31 Lichtfarbe Die Farbtemperatur ist ein Maß, um einen jeweiligen Farbeindruck einer Lichtquelle quantitativ zu bestimmen. Die Farbtemperatur ist definiert als die Temperatur eines Schwarzen Körpers, des sogenannten Planckschen Strahlers, die zu einer bestimmten Farbe des Lichts, das von dieser Strahlungsquelle ausgeht, gehört. Konkret ist es die Temperatur, deren Lichtwirkung bei gleicher Helligkeit und unter festgelegten Beobachtungsbedingungen der zu beschreibenden Farbe am ähnlichsten ist (Englisch: correlated colour temperature = ähnlichste Farbtemperatur). Lichtart Farbtemperatur [K] Kerzen Lampen mit Wolfram Glühfaden TL-Leuchtstofflampen Natriumdampf-Hochdrucklampen (SON) Halogen-Metalldampflampen Quecksilberdampf-Hochdrucklampen Mondlicht 4100 Sonnenlicht Tageslicht (Sonne + klarer Himmel) Bewölkter Himmel MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

32 Lichtfarbe Die Lichtfarbe einer Lampe ergibt sich aus der spektralen Zusammensetzung und wird vereinfacht durch die Farbtemperatur TCP des ausgesandten Lichtes charakterisiert. TCP wird in Kelvin (K) angegeben. Die Lichtfarbe des Tageslichtes wird als weiß bezeichnet und enthält alle Wellenlängen im sichtbaren Bereich. Die Lichtfarbe künstlicher Lichtquellen ist nach DIN EN 12464, Teil 1 und Teil 2 in drei Gruppen eingeteilt. Je nach überwiegenden spektralen Farbanteilen wird unterschieden in: Lichtfarbe warmweiß (ww) neutralweiß (nw) tageslichtweiß (tw) Ähnlichste Farbtemperatur TCP [K] Farbanteil Lampenbeispiele < 3300 überwiegend rot Glühlampen, Natrium-Dampflampen, Leuchtstofflampen ausgewogen rot, blau, grün Halogen-Metalldampflampen, Leuchtstofflampen > 5300 überwiegend blau Quecksilberdampf-Hochdrucklampen Leuchtstofflampen MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

33 Metamerie Als Metamerie wird der Effekt bezeichnet, dass zwei Farben unter einer Lichtquelle gleich aussehen und bei einer anderen Lichtart Farbunterschiede zeigen. Zurückzuführen ist dies auf die Eigenschaft des menschlichen Auges, das unterschiedlich zusammengesetzte Lichtspektren als gleiche Farbinformation wahrnimmt. Die verschiedenen spektralen Reflexionskurven entstehen durch unterschiedliche Farbpigmente oder Materialien. Der Farbeindruck wird hervorgerufen durch Reflektion des von der Lichtquelle ausgehenden Spektrums. Ändert sich die spektrale Zusammensetzung des Lichts, dann können einzelne Spektrallinien fehlen die ansonsten vom beleuchteten Gegenstand reflektiert und vom Auge wahrgenommen wurden. Quelle: Konica Minolta Exakte Farbkommunikation MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

34 Binning von Leuchtdioden Bei der Herstellung von Leuchtdioden treten fertigungsbedingt kleine Abweichungen in Farbtemperatur und Helligkeit auf, die im direkten Vergleich auffallen. Nach der Fertigung werden die Leuchtdioden einzeln klassifiziert und anhand fein abgestufter Parameter in Bins gleicher Eigenschaften eingeteilt. Bei der Weiterverarbeitung zu Leuchten oder Großbildschirmen werden dann gleiche Bins eingesetzt. MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

35 Normfarbwerte - Farbort Das menschliche Auge hat Sinneszellen für die Wahrnehmung der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau. Die Augenempfindlichkeitskurve wurde 1931 von der CIE für den Normalbeobachter ermittelt und zeigt die Empfindlichkeit für die einzelnen Wellenlängenbereiche. Basierend auf dieser Spektralwertfunktion definierte das CIE das Normfarbwertsystem XYZ in dem jede Farbe durch die Normfarbwertanteile x, y, z beschrieben wird. Die Darstellung erfolgt in einem zweidimensionalen Diagramm über die Koordinaten x,y und die dritte Komponente z kann über z = 1-x-y errechnet werden. Verschiedenen CIE Farbsysteme sind: CIE 1931 (x,y) CIE 1960 (u,v) CIE 1976 (u,v ) MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

36 Spektrale Leistungsverteilung Tageslicht Nachmittag, CCT = 5319 K, Ra = 99,2 Halogen, CCT = 2714 K, Ra = 99,0 LED kaltweiß, CCT = 7439 K, Ra = 80,0 TL8 840, CCT = 3781 K, Ra = 82,9 Tageslicht Abend, CCT = 8819 K, Ra = 95,3 Halogen + UV Stop, CCT = 2646 K, Ra = 99,0 LED neutralweiß, CCT = 4362 K, Ra = 89,9 Energiesparlampe, CCT = 2702 K, Ra = 82,2 Tageslicht Abend Fenster, CCT = 8319 K, Ra = 98,3 Glühbirne, CCT = 2634 K, Ra = 99,8 LED warmweiß, CCT = 2707 K, Ra = 81,2 Strassenleuchte, CCT = 1523 K, Ra = 2,2 MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

37 Applikation - Messung einzelner LEDs Wussten Sie, dass elektrischer Strom, elektronische Treiber und selbst Hitze die lichttechnische Eigenschaften der LEDs negativ beeinflussen können? Dies sind nur einige Gründe dafür weshalb die Lichtleistung einzelner, auf einer Leiterplatte installierter LEDs gemessen werden muss. + + MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

38 Applikation - Messung von LED Modulen Welche Lichtleistung haben die LED-Module wirklich? Ist die Lampe hell genug für meine Zwecke? Welche Farbtemperatur und welchen Farbwiedergabeindex hat die Lampe? Wie effizient ist die Lampe oder Leuchte in Wirklichkeit? Unsere Lösung wird Ihnen alle Antworten geben. Führen Sie die Messung in der MAVOSPHERE 500 durch und überprüfen Sie die Strahlungsleistung der Lampe. + + MAVOSPEC Klaus-Peter Richter

39 Applikation - Messung von LED Leuchten Wussten Sie, dass alle Teile der modernen Leuchten die Leistung der installierten LEDs beeinflussen können? Spiegel, Linsen, streuende Materialien und Wärmeregelsysteme können die Lichtfarbe, die Lichtstärke und auch die Lebensdauer Ihrer Produkte verändern. + + MAVOSPEC Klaus-Peter Richter