Photo: Shutterstock

LED-lys skal beskrives på en ny måde

tirsdag 25 jul 17

Kontakt

Carsten Dam-Hansen
Seniorforsker
DTU Fotonik
46 77 45 13

Kontakt

Anders Thorseth
Projektleder
DTU Fotonik
46 77 45 47

Ra er udtryk for farvegengivelse

  • Ra-indekset udtrykker, hvor godt lyset er i stand til at gengive farver.
  • Dagslys har et Ra-indeks på 100, for dagslys gengiver farver helt korrekt.
  • Jo lavere Ra-værdien er, jo dårligere er lyset til at gengive farver: En glødepære og en halogenpære kommer tæt på med en Ra-værdi på 99. Allerede nede ved Ra 80 har det menneskelige øje sværere ved at skelne farver fra hinanden.

Kilde: Bogen 'LYS' af Tor Nørretranders og Oiafur Eliasson

Læs mere om lys

Læs artiklen "Koldt LED-lys truer nordisk hygge" i Magasinet Dynamo.
Ra-indeks er et tal, der beskriver lysets kvalitet. Men metoden stammer fra glødepærens og lysstofrørets æra, og det spænder ben for at udnytte LED-teknologiens muligheder. Der er brug for helt nye måder at beskrive lys på, mener to forskere fra DTU Fotonik.

Lysets kvalitet bliver blandt andet opfattet som dets evne til at gengive farver. Farvegengivelsen er gennem årtier blevet udtrykt ved at udregne lysets såkaldte Ra-indeks. Det er baseret på glødepærens lys, der gengiver farverne naturtro, og hidtil har der hersket enighed om, at glødepæren (og dagslyset) er det mest optimale lys overhovedet.

Glødepærens Ra-score er derfor tæt på den højest mulige, nemlig 100. Et lysstofrør gengiver typisk farverne dårligere, og rørets Ra-værdi ligger derfor lavere. Ra-indekset er baseret på lysets evne til at gengive otte udvalgte pastelfarver.

LED kan 'snyde' Ra-indekset

Med LED-teknologiens fremkomst er der startet en verdensomspændende diskussion af Ra-indeksets berettigelse. For med LED er det teknologisk muligt at designe det hvide lys, så det f.eks. fremhæver røde farver mere. Eller blå og grønne. Men hvis gengivelsen af de otte udvalgte pastelfarver ikke er gode, så ville et sådan LED-lys få en lav score på Ra-indekset.

På DTU Fotonik arbejder seniorforsker Carsten Dam-Hansen og projektleder Anders Thorseth med måling af lys og har et omfattende samarbejde med LED-producenter, som skal have hjælp til at professionelle lysmålinger i laboratorierne.

”Med LED-teknologien er det blevet muligt at ’snyde’ Ra-indekset. Det vil sige, at man kan have to slags LED-lys, der gengiver farverne vidt forskelligt, men som har ens score på Ra-indekset. Omvendt kan du have LED-lyskilder, som har haft forskellige Ra-indeks, men hvor farvegengivelserne er tæt på at være ens,” forklarer forskerne.

Et tal er ikke nok

Industri og forskere måler, beregner og diskuterer – og nogle har endda udviklet forslag til nye målemetoder, som skal erstatte Ra-indekset. Men hele grundpræmissen om, at et tal kan udtrykke noget så komplekst som lysets kvalitet, er forkert, mener de to lys-forskere:

”Oplevelsen af lysets kvalitet er meget subjektivt. Samtidigt afhænger oplevelsen også af, hvad du skal bruge lyset til. Skal du sove, vågne, lave et kirurgisk indgreb eller spise middag? Vi må finde en ny måde at beskrive lyset på. For med LED-teknologien har vi fået utroligt mange muligheder for at indrette os med lys på helt nye måder. Ra-indekset udelukker disse muligheder, hvis lyset f.eks. skal have minimum 95 i Ra-værdi. Det er en misforståelse at tro, at vi hjælper forbrugerne, hvis vi stiller strenge krav til industrien om udelukkende at levere LED-lys med en meget høj minimum-score på Ra-indekset,” siger Carsten Dam-Hansen.

Anders Thorseth supplerer:
”Tal er ikke løsningen. Det er simpelthen for fattigt. Min vision er, at vi begynder at italesætte lyset på en ny måde. Vi kunne starte med at sætte ord på, som har en reference, som forbrugerne forstår her i Norden f.eks. den blå time, skumring eller efterår.”

DTU Fotonik

Forsøgsopstillingen med frugt (og kage) og et Color Checker Chart viser, hvor forskelligt to lyskilder gengiver farver, selvom lyset har den samme score på Ra-indekset. Begge har en Ra-indeks på 95. I boksen til venstre er lyskilden et koldt hvidt lys med en farvetemperatur på 5747 Kelvin, mens lyskilden i den højre boks er varmt hvidt lys med en farvetemperatur på ca. 2631 Kelvin.
Foto: Carsten Dam-Hansen

Hverken forskere eller industri skal bestemme det gode lys

"Vi skal lyse for mennesker. Vi kan regne alt muligt ud og måle alt muligt, men hvis ikke mennesket er med i ligningen, kan vi smide det hele ud."
Anders Thorseth, DTU Fotonik

Forskerne vil ikke gøre sig til dommere over, hvad der er godt eller dårligt lys. Det skal heller ikke overlades til industrien, mener de to forskere:

”Tre amerikanske forskningsstudier af folks præferencer for lys har uafhængigt af hinanden vist, at folk faktisk foretrækker det hvide lys, som fremhæver røde farvetoner bedre, end glødepæren gjorde. Det vil sige, at industrien i årevis har forsøgt at imitere glødepæren, mens noget tyder på, at mennesket foretrækker noget helt andet,” forklarer Carsten Dam-Hansen.

Han håber, at han kan udføre et lignende studie i Danmark for at afdække, om danskerne har de samme præferencer som amerikanerne. For de to forskere mener, at det hverken er industrien eller forskerne, der skal bestemme, hvad det gode lys er. Det skal forbrugerne.

”Vi skal lyse for mennesker. Vi kan regne alt muligt ud og måle alt muligt, men hvis ikke mennesket er med i ligningen, kan vi smide det hele ud,” siger Anders Thorseth.

   

De to diagrammer viser spektralfordelingen af lyskilderne i de to demobokse. I det øverste diagram ses det koldt hvide lys, hvor de blå farvetoner er dominerende. I det nederste diagram ses spektralfordelingen i det varmt hvide lys, og det er tydeligt, at de røde farvetoner er dominerende. Kilde: DTU Fotonik/Carsten Dam-Hansen

Eksperter tester lyset

Doll Quality Lab er DTU’s højteknologiske laboratorium med avanceret udstyr, der sætter forskerne i stand til at teste lyskilders kvalitet. Laboratoriet udfører præcise og uvildige lystekniske målinger fra dag til dag og har et omfattende samarbejde med danske lysproducenter.

På Doll Quality Lab kan man måle bl.a.:

  • Hvor meget lys der udsendes
  • I hvilken retning lyset udsendes
  • En lyskildes energiforbrug og effektivitet
  • Lysets farvegengivelse (CIE Ra-indeks eller IES Rf- og Rg- indeks)
  • Lysets farvetemperatur
  • Flimmer (lysets tidslige variation)

Relaterede Videoer