LED-Licht: Der Schein kann trügen

by Wolfgang Messer | 6.6.2012 23:24

Die Wahrnehmung von LED-Licht ist eine sehr subjektive Angelegenheit. Ungeachtet der ohnehin sehr individuell ausgeprägten Fähigkeiten menschlicher Sehwerkzeuge werden Sie wohl kaum zwei Leute finden, die den Schein einer LED-Lampe exakt gleich beurteilen. Selbst eine einzige Person kann wegen der Gewöhnungs- und Anpassungseffekte ein Leuchtbild nach einigen Minuten anders wahrnehmen als zu Beginn – obwohl sich in Wirklichkeit nichts geändert hat. Vermeintlich objektive Digitalkameras scheitern meist[1] an der wirklich realistischen Wiedergabe von Helligkeit, Farbtemperatur[2] und Verteilung von LED-Licht; sogar die Werte von teuren Messgeräten bieten zwar ein paar Anhaltspunkte, aber häufig noch nicht die volle Wahrheit.

Glühlampe/LEDON G95
Traditioneller David gegen neuzeitlicher Goliath: Eine klare 60-Watt-Glühlampe mit einem Lichtstrom[3] von 680 Lumen[4] (Packungsangabe) und ein matter 10-Watt-G95-„Globe“ von LEDON[5] mit 600 Lumen. (Fotos: W. Messer)

Teils heftige Diskussion gibt es in diversen Foren und Rezensions-Plattformen über die Qualität von LED-Lampen und deren Eignung als akzeptabler „Retrofit“[6]-Ersatz für herkömmliche Glühfaden- und Halogen-Leuchtmittel. Abgesehen von der massiven Preisdifferenz, scheiden sich die Geister vor allem an der unterschiedlichen Wahrnehmung der Lichtfarben und Abstrahlcharakteristiken von alter und neuer Technologie. Trotz stetiger Weiterentwicklung der LED-Technik gibt es diese Unterschiede tatsächlich noch, wie die Leuchtbilder der oben abgebildeten Lampen zeigen:

60W-Glühlampen-Leuchtbild
Die 60W-Glühlampe: Außer der Farbtemperatur von rund 2500 bis 2600 Kelvin[7] und dem weitgehenden Vollkreis-Leuchtbild fällt im Digitalfoto eine einzelne, besonders helle Abstrahlung nach links oben auf – möglicherweise von der Position des Glühwendels oder irgendeiner Reflexion verursacht. Das Auge nimmt diese Abweichung dagegen kaum wahr.

LEDON G95-Leuchtbild
Das Leuchtbild der LEDON-G95: „Kältere“ Lichtfarbe mit 2700 K und geringere Abstrahlung nach unten, ansonsten sehr gleichmäßig.

Die Beurteilungen der Lichtqualität des 176 Gramm schweren LEDON-„Globes“ (zur Zeit im unternehmenseigenen Online-Shop[8] ausverkauft) bei amazon.de [9]erstrecken sich von:

Das Licht dieser Lampe unterscheidet sich sehr stark vom Licht der Glühlampe, der Kompaktleuchtstofflampe und auch der 5 Watt LEDON Kerze! Das Licht dieser LEDON Lampe wirkt „neutraler“, als das Licht der anderen Lampen, weist jedoch unmittelbar nach dem Einschalten einen rosa-Stich auf, der nach einigen Minuten großteils verschwindet. … Für mich ist dieses Licht ein Licht für die Allgemeinbeleuchtung – im Stiegenhaus, im Vorzimmer, in der Küche, oder im Arbeitszimmer – ein Stimmungslicht für das Wohnzimmer ist es definitiv nicht.

… über:

Das Licht ist schon merklich „natürlicher“ als das von den Kompaktröhren („Energiesparlampen“), kommt aber immer noch nicht an die klassische Glühbirne heran. Insbesondere ein leichter Rosastich fällt auf. Holz und Weißes wirkt noch nicht „natürlich“.

… bis hin zu:

Wie schon bei meinen anderen Ledon Lampen finde ich das Licht auch bei dieser Lampe sehr angenehm. Für mich kann es mit dem einer 60Watt Birne auf alle Fälle mithalten. Ich kann bezüglich der Helligkeit keinen Unterschied erkennen, es flackert nicht und hat auch keine nennenswerte Verzögerung. Das Licht ist auch tatsächlich warm-weiß und keinesfalls so steril wie das einer Energiesparlampe.

LEDON 10W Zoom kleinDer teils wahrgenommene „Rosa-Stich“ rührt wohl daher, dass in der Lampe nicht nur fünf weiße, sondern auch vier rote Einzel-LEDs leuchten, um die gewünschte Farbtemperatur[10] zu erzielen (PR-Bild links, die Bezeichnung „2500K“ deckt sich nicht mit den offiziell angegebenen 2700 Kelvin). Hier machen sich bei der  Beurteilung gleich mehrere Faktoren bemerkbar: Unterschiedlich sensible „L-Zapfen“[11] (Rot-Rezeptoren) in den Augen der Betrachter, der unterbewusste „Weißabgleich“ des Gehirns (der ebenfalls nicht bei jedem exakt gleich funktioniert), leichte Serienstreuungen in der LED-Produktion[12] und die physikalisch bedingte Erhöhung der LED-Farbtemperatur[13] (also „kälteres Licht“, auch wenn’s paradox klingt) mit steigender Lampen- und Umgebungstemperatur. Der Sockel dieser G95 kann bei längerem Betrieb durchaus über 60 Grad warm werden – selbst 85 Grad wären für die Elektronik noch akzeptabel.

G95-Außenleuchte
In so eine „Retro“-Außenleuchte passt der LEDON-G95-„Monster-Globe“ mit seinen knapp 10 cm Durchmesser und über 17 cm Länge problemlos ‚rein. Dort fällt er auch mit seiner Lichtfarbe nicht unangenehm auf. 

Nach meiner Erfahrung darf auch die allmähliche Gewöhnung an eine andere Art der Beleuchtung nicht unterschätzt werden. Wer seine Wohnung komplett auf ordentliches LED-Licht umgestellt hat, hat keinen direkten A/B-Vergleich mehr mit herkömmlichen Glühlampen und vermisst deren „Wärme“ nach einer Weile auch nicht mehr.

Sie kennen diesen Effekt vielleicht aus dem Straßenverkehr: Die ersten Xenon-Scheinwerfer fielen noch auf wie bunte Hunde und wirkten im Gegenverkehr oder Rückspiegel extrem störend. Inzwischen nimmt man sie – auch wegen ihrer verbesserten Steuerungstechnik – kaum noch als was Besonderes wahr.

Wer nun aber glaubt, der Sache mit exakter Wissenschaft auf die Spur zu kommen, könnte enttäuscht werden. Selbst die Werte von langen und teuren Versuchsreihen können bei der Beurteilung von LED-Lampen allenfalls ein paar Eck- und Anhaltspunkte liefern. Schauen Sie sich mal diesen Ausschnitt aus einem Messprotokoll an:

Messprotokoll LED GU10

Es handelt sich um einen GU10-LED-Spot, der so nicht in Produktion gehen wird (die Herkunft lasse ich deshalb im Dunkeln – er hat aber bei Weitem nichts mit LEDON zu tun). Ein Lichtstrom von 165 Lumen bei einer ziemlich „neutral-weißen“ Farbtemperatur von gut 3300 K (Spektraldiagramm oben rechts, der Kreis markiert den neutralen „Weißpunkt“, das Kreuz den Farbort des LED-Spots auf der „Planckschen Schwarzkörper-Kurve“[14] ), eine starke Betonung des gelb-roten und eine schwächere des blauen Bereichs (Wellenlängen-Kurve oben links), ein Farbwiedergabeindex[15] von rund 77 CRI: Das alles klingt erstmal nach einem durchaus brauchbaren LED-Strahler für Küche, Bad oder Büro. Kein Spitzenprodukt und auch nicht sonderlich geeignet für’s Wohnzimmer, aber guter Durchschnitt für den „low budget“-Bereich.

So weit die graue Theorie. Ein paar Hinweise, dass der Spot in der Praxis aber keine Offenbarung ist, liefern die 15 Einzel-Parameter für die Farbtreue. Während bei der Wiedergabe von „Gelbgrün“ (R3) und damit verwandten „Blattgrün“ (R14) Spitzenwerte über 90 erzielt werden, ist bei „Fliederviolett“ (R8) und „Blau gesättigt“ (R12) wenig los und bei meiner Lieblingstestfarbe „Rot gesättigt“ (R9) mit einem Wert von knapp über 9 sogar fast nichts geboten. Erfahrene Chirurgen unter meinen Lesern (falls es welche gibt) wissen jetzt schon: Diese Lampe wäre im OP fehl am Platz, weil man in ihrem Licht Blut kaum von Entzündungssekret unterscheiden könnte.

(Bevor Sie mich jetzt wegen vorsätzlicher Auslösung von Ekel verfluchen: Es sind tatsächlich Mediziner, die wegen der Wunddarstellung besonderen Wert auf die R9-Wiedergabe[16] legen. Spitzen-LED-Module[17] für den OP-Bereich und sonstige sensible Anwendungen schaffen hier sogar Werte über 95. Ähnliche Anforderungen haben natürlich auch Besitzer von feuerroten Ducatis, um mal ein appetitlicheres Beispiel zu bringen.)

Fastvoice-Eigenwerbung[18]

Nun schwächeln „weiße“ LEDs generell bei sattem Rot – dieses Handicap kann zum Beispiel durch das Hinzufügen von roten LEDs etwas gemildert werden (wie es etwa LEDON und „Delock Lighting“[19] bei ihren größeren Lampen tun). Der hier beschriebene GU10-Spot hat sowas nicht, die meisten Markenprodukte aus dieser Kategorie und Leistungsklasse ebenso wenig. Trotzdem gibt es markante Unterschiede.

So sieht der „no name“-Spot mit seinen drei LEDs im eingeschalteten Zustand aus – fotografiert mit sehr kurzer Belichtung:

NoNameGU10

Etwas seltsame Lichtfarbe, oder? Und falls Sie jetzt auch noch ein Beispiel für die R9-Farbwiedergabe sehen wollen, dann könnte ich Ihnen vielleicht ein Bild mit Blut zeigen. Nein? Lieber was anderes? Okay, dann nehmen wir halt die schon von meinem Farbtreue-Vergleich[20] bekannte rote Modell-Ducati 916:

NoNameGU10-Ducati

Ähm ja, das soll „Rot gesättigt“ sein und die Unterlage eigentlich glänzend weiß. Nicht viel besser sieht bei diesem Licht auch die Gesichtsfarbe einer völlig gesunden und leicht gebräunten Person aus. „Frauenfeindlich“ oder „fahl“ ist noch das Freundlichste, was mir dazu einfällt – egal, was die Messwerte dazu sagen.

Der Auftraggeber dieses Versuchs-Spots glaubt übrigens, dass seine Kunden nur selten eine „eher gelbliche“ Farbtemperatur von 2700 K wollten. Meist genüge der Bereich 3100 bis 3300 K völlig. Der Farbwiedergabeindex von 77 sei „super“, übliche LED-Lampen hätten eher nur 70. Der Einzelwert R9 erscheine zwar niedrig, hier hätten aber die meisten Produkte auf dem Markt nur minus 20 und 30. Einen Wert von mehr als +5 zu bekommen, schafften die wenigsten Anbieter. Nicht zuletzt sei das auch eine Frage des Budgets und des geplanten Verkaufspreises.

Ich muss gestehen, dass ich in fast jedem Punkt (außer dem letzten) anderer Meinung bin. Und Ihr/Sie?

P. S.: Siehe dazu auch das Transkript des recht interessanten Lampen-Chats von „Stiftung Warentest“[21] an diesem Mittwoch – unter anderem mit verunsicherten oder enttäuschten LED-Kunden und dem aufschlussreichen Hinweis des Experten Peter Schick:

„In Deutschland wird beim Lampenkauf meist Warmweiß nachgefragt, dies sind ca. 2700 Kelvin.“

Mehr zum Thema:

Farbkonsistenz, MacAdam, SDCM: Wie unterschiedlich leuchten LEDs?[22]

Was sagt uns ein LED-Farbspektrum?[23]

Die Lumen-Falle: Wie Lichtstrom-Werte hinter’s Licht führen[24]

LED-Helligkeit: Lumen sagen nur die halbe Wahrheit [25]

Auf Treue achten – auch bei LED-Lampen [26]

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Links/Quellen:
  1. Digitalkameras scheitern meist: http://en.wikipedia.org/wiki/Color_rendering_index#Film_and_video_high-CRI_LED_lighting_incompatibility
  2. Farbtemperatur: http://de.wikipedia.org/wiki/Farbtemperatur
  3. Lichtstrom: http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtstrom
  4. Lumen: http://de.wikipedia.org/wiki/Lumen_%28Einheit%29
  5. 10-Watt-G95-„Globe“ von LEDON: http://www.ledon-lamp.com/de/ledon_led-lampe_G95_10W_E27_D-CL.htm
  6. „Retrofit“: http://fastvoice.net/2011/12/08/retrofit-led-leuchten-immer-heller-bald-auch-billiger/
  7. Kelvin: http://de.wikipedia.org/wiki/Kelvin
  8. unternehmenseigenen Online-Shop: http://www.ledon.de/led-globe-g95-10w-e27-ledon/p_22176487_products/ledon-eu
  9. amazon.de : http://www.amazon.de/product-reviews/B006DG2P8K/ref=cm_cr_dp_see_all_btm?ie=UTF8&showViewpoints=1&sortBy=bySubmissionDateDescending
  10. die gewünschte Farbtemperatur: http://fastvoice.net/2012/03/05/wie-leds-zum-gluhlampen-ersatz-werden/
  11. „L-Zapfen“: http://de.wikipedia.org/wiki/Zapfen_%28Auge%29
  12. Serienstreuungen in der LED-Produktion: http://fastvoice.net/2012/01/10/led-lampen-jede-leuchtet-etwas-anders/
  13. Farbtemperatur: http://de.wikipedia.org/wiki/Farbtemperatur
  14. Planckschen Schwarzkörper-Kurve“: http://de.wikipedia.org/wiki/Plancksches_Strahlungsgesetz
  15. Farbwiedergabeindex: http://fastvoice.net/2012/02/19/auf-treue-achten-auch-bei-led-lampen/
  16. besonderen Wert auf die R9-Wiedergabe: http://www.dr-mach.de/www/cms/front_content.php?idcat=27
  17. Spitzen-LED-Module: http://www.xicato.com/technology.php
  18. [Image]: http://www.fastvoice.de
  19. „Delock Lighting“: http://fastvoice.net/2012/05/10/elv-lernt-dazu-verwechselt-aber-ledon-mit-ledxon
  20. meinem Farbtreue-Vergleich: http://fastvoice.net/2012/02/19/auf-treue-achten-auch-bei-led-lampen/
  21. Lampen-Chats von „Stiftung Warentest“: http://www.test.de/Chat-Lampenwahl-Lampen-Chat-Antworten-auf-Ihre-Fragen-4375615-4375617/
  22. Farbkonsistenz, MacAdam, SDCM: Wie unterschiedlich leuchten LEDs?: http://fastvoice.net/2013/09/18/farbkonsistenz-macadam-sdcm-wie-unterschiedlich-leuchten-leds/
  23. Was sagt uns ein LED-Farbspektrum?: http://fastvoice.net/2014/01/09/sagt-uns-ein-led-farbspektrum/
  24. Die Lumen-Falle: Wie Lichtstrom-Werte hinter’s Licht führen: http://fastvoice.net/2013/02/23/die-lumen-falle-wie-lichtstrom-werte-hinters-licht-fuhren/
  25. LED-Helligkeit: Lumen sagen nur die halbe Wahrheit : http://fastvoice.net/2012/03/07/led-helligkeit-lumen-sagen-nur-die-halbe-wahrheit/
  26. Auf Treue achten – auch bei LED-Lampen : http://fastvoice.net/2012/02/19/auf-treue-achten-auch-bei-led-lampen/

Source URL: http://fastvoice.net/2012/06/06/led-licht-der-schein-kann-trugen/