Értekezésem elsıdleges célja az volt, hogy a mindennapi életben használatos hagyományos és új generációs fényforrások színvisszaadási tulajdonságait vizuális kísérletek segítségével vizsgáljam és a megfigyelık által szolgáltatott adatokat összevessem a gyakorlati, színvisszaadási indexek meghatározására szolgáló módszerekkel, melyik közelíti meg vagy írja le legjobban az emberi látás mechanizmusát.
A hagyományos izzólámpák, halogén izzók és fénycsövek elterjedésének idıszakában, fényforrások színvisszaadási tulajdonságainak meghatározására az 1974-ben elfogadott CIE 13.2-es (késıbbiekben CIE 13.3) módszer a fényforrás gyártók körében mind a mai napig általánosan elfogadott szabvány, hogy lámpáikat színvisszaadás tekintetében osztályozzák.
A technikai fejlıdésnek köszönhetıen a világítótestek piacán megjelentek az eddigieknél lényegesen energiatakarékosabb és hosszabb élettartammal bíró, a régebbi fényforrásokétól teljesen eltérı spektrális teljesítmény-eloszlással rendelkezı fényporos és színes RGB LED-ek.
A világítástechnikával foglalkozó szakemberekben felmerült az a kérdés, vajon ezen új típusú, a fénycsövekétıl lényegesen eltérı spektrális teljesítmény-eloszlással rendelkezı fényforrások esetén valós értékeket szolgáltat - e a CIE 13.3-as eljárása.
Mindezidáig az irodalomban nem volt található olyan jellegő kutatás, ami a napjainkban használatos és új típusú lámpákra, jellemzı színhımérsékleti szinteken – 2700 K, 4000 K, 6500 K – átfogó összehasonlítást közölt volna azok színvisszaadási tulajdonságairól, vizuális kísérletek eredményeinek alátámasztásával.
Vizuális kísérletek során a megfigyelık által szolgáltatott eredményeket összevetettem több matematikai modell szerint számított színinger-különbségi értékkel és megmutattam, hogy a jelenleg fényforrások színvisszaadási tulajdonságainak leírására elfogadott CIE 13.3-as módszernél létezik jobb modell is.
Az általam bemutatott két grafikai ábrázolás a referencia és teszt fényforrás által megvilágított színminták közti eltérések szemléletes bemutatására kiegészítésül szolgálhat a fényforrás gyártók részére, hogy jellemezzék új típusú megvilágítóik színvisszaadási tulajdonságait.
1.1. Abstract
The primary aim of my dissertation was to investigate by the help of visual experiments the colour rendering properties of conventional and state of the art light sources used in everyday lighting applications and to compare the data established by the observers with those determined through contemporary methods for calculating colour-rendering indices.
In a time when beside conventional incandescent lamps, halogen lamps and fluorescent lamps had an ever broadening field of use, a method for determining colour rendering properties of light sources, called CIE 13.2 (later named CIE 13.3) and accepted in 1974, became available, and is still in general use. Since those days, it has been accepted by the light source manufacturers as the standard method of classifying their products in regard to colour rendering.
Owing to the technical development, phosphor converted white LEDs and RGB LED clusters have become available. These sources are more economical in means of power, and have longer lifetime but their spectral power distribution is totally different from that of the traditional light sources.
The question whether the CIE 13.3 method provides realistic values in the case of these new light sources, which have very different spectral power distribution compared with that of the fluorescent lamps, has interested experts for some time.
To my best knowledge no research has been described in the literature that would have given a comprehensive overview about the colour rendering properties of the new light sources with 2700 K, 4000 K and 6500 K correlated colour temperature, comparing visual observations with calculated values.
In my research, results provided from visual experiments were compared with colour difference values calculated using various mathematical models and I have shown that there exists a model which is better than the CIE 13.3 method, which is the currently accepted method to describe colour rendering properties of light sources.
Both graphical representations presented in my dissertation to illustrate the difference between the colour samples illuminated by the reference and test light sources grant valuable support to the light source manufacturers in the characterization of the colour rendering properties of their new type of products.
1.2. Zusammenfassung
Das primäre Ziel meiner Abhandlung war der Vergleich der Farbwiedergabe-Eigenschaften von im Alltagsleben benutzten traditionellen und von neuer Generation stammenden Lichtquellen, mit Hilfe visueller Experimente. Mein weiteres Ziel war die Gleichstellung der gemessenen Daten der Beobachter mit denen beruhend auf verschiedenen Farbraume. So konnte ich berechnen, welche Methode am besten die Mechanik des Sehens beschreibt.
Zur Zeit wird noch immer die Farbwiedergabeberechnungsmethode verwendet, die die CIE in 1974 zur Quantifizierung der Farbwiedergabe der ersten und zweiten Generation von Leuchtstofflampen entwickelt hat (CIE 13.2, später CIE 13.3).
Dank der technischen Entwicklung erschienen auf dem Markt weiße Leuchtdioden (LED-s), die zum Teil blaue LED-s und gelbe Luminophore, zum Teil Farbige RGB- LEDs verwenden, und die energiesparend sind, und längeres Lebensdauer aufweisen, als die traditionellen Lichtquellen. Die spektrale Leistungsverteilung der LEDs schaut jedoch ganz anders aus als die von traditionälen Lichtquellen. Die Frage blieb bis heute unbeantwortet, ob im Falle dieser neuen Lichtquellen, dessen Spektrum wesentlich von dem der Leuchtstofflampen abweicht, die auf die CIE 13.3 Publikation beruhende Methode richtige Werte liefert oder nicht.?
Bis heute erschien keine Veröffentlichung, die einen umfassenden Vergleich der Farbwiedergabe von verschiedenen heutzutage benutzten und neuen Lichtquellen mit den typischen Farbetemperaturen von 2700 K, 4000 K und 6500 K vorgenommen hätte.
Ich konnte in meiner Dissertation zeigen, dass es bessere Methoden zur Beschreibung der Farbwiedergabe gibt, als die in CIE Publ. 13.3 beschrieben wurden. Als eine Verbeserung der Berechnungsmethode schlage ich vor die Farbwiedergabe im Farbenraum des CIECAM02 Modells durchzuführen. Dieses Modell gibt in den meisten fällen bessere Übereinstimmung mit den visuellen Ergebnissen, als die CIE 13.3 Methode.
Die zwei von mir vorgeschlagenen graphische Darstellungen für die Repräsentation der Unterschiede zwischen mit Referenz- und mit Test-Lichtquelle beleuchteten Farbproben, könnten als Ergänzung für Lichtquellen-Hersteller dienen, um die Farbwiedergabe-Eigenschaften ihrer neuen Lampentypen zu charakterisieren.