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Technologie

LED Lighting Technologies

Lichtfarbe der LED

Die Lichtfarbe der LEDs

Hier informieren wir Sie über die Lichtfarben der weißen LEDs - wie sie erzeugt werden, was möglich ist und wie es auf den Menschen wirkt.

Wie entsteht das Weiße Licht der LEDs?

Links sehen Sie ein typisches Spektrum des von einer weißen LED abgegebenen Lichts. Mit eingeblendet ist die jeweilige Farbe, von blau bis rot.

Eine LED besteht aus einem Halbleiterchip, der blaues Licht abgibt. Dieses Spektrum ist blau eingfärbt im Bild links sichtbar. Um nun weißes Licht zu erhalten, bringt man über dem Halbleiterchip eine spezielle Phosphorschicht auf, die einen Teil des blauen Lichts in andere Lichtfarben umwandelt. Dies wird durch den anderen Teil im Spektrum - von grün bis rot reichend - dargestellt. In Summe wird dann ein Farbgemisch abgegeben, welches wir als weiß wahrnehmen.

Die unterschiedlichen "weißen" Lichtfarben

Links ist das CIE-Normfarbsystem der Internationalen Beleuchtungskommission (CIE – Commission internationale de l’éclairage) dargestellt. Am Rand der farbigen Fläche sind die jeweiligen reinen Farben, wie sie z.B. von farbigen LEDs abgegeben werden, zusammen mit den Wellenlängenangaben, dargestellt.

Als Ausschnitt vergrößert ist die sogenannte Kurve des Schwarzen Strahlers (auch planckscher Strahler) dargestellt. Dies ist die Farbe eines schwarzen Körpers mit der im Bild angegebene Temperatur. Als Beispiel: eine Glühlampe hat eine sogenannte Farbtemperatur von 3000K (Kelvin) und wird als warmweiß empfunden. An einem sonnigen Tag erreicht man etwa 6500k (unter anderem auch wegen des blauen Himmels, D65). Als "Normweiß" wird der Punkt D50 verwendet.

Weiterführende Informationen hier

Weiße LED Varianten

Das nebenstehende Bild zeigt die Spektren von handelsüblichen weißen LEDs (relative Amplituden, als Funktion der Wellenlänge):

rot: warmweiße LED - 3000K - kleiner Blauanteil

grün: neutralweiße LED - 4500K - mittlerer Blauanteil

blau: kaltweiße LED - 6000K - großer Blauanteil

Das Circadiane System

(Nach Prof. P. Marx, Vortrag November 2012)

Die Lichtempfindlichkeit unseres Auges hat ein Maximum bei 550nm (grüne Kurve im nebenstehenden Bild). Jedoch gibt es ein weiteres Sensorsystem in unserem Auge: das Circadiane System. Dieses hat eine maximale Empfindlichkeit bei 450nm (blau, "wegen des blauen Himmels"). Mit diesem Sensorsystem wird (über die Melatoninausschüttung) unsere innere Uhr gesteuert. Darum werden wir, sehr vereinfacht gesagt, müde, wenn die Sonne untergeht und gelbes Licht abstrahlt - der blaue Anteil im Licht wird reduziert.

Man kann nun durch Verwendung von mehr ins Blaue gehenden Lichtquellen (z.B. kaltweiße LEDs) die Müdigkeit "überlisten". Als Folge kann man länger konzentriert arbeiten (Reduzierung der Melatoninausschüttung).

Weiterführende Informationen hier

Mit unseren LED-Leuchten können Sie die Farbtemperatur des Lichts einstellen und diese Eigeschaften für Ihre Zwecke nutzen.

Einfluss der Beleuchtung auf den Menschen

Beleuchtungsstärke (lux)	200	500	1000
einfache Tätigkeit	5%	8%	10%
schwierige Tätigkeit	20%	35%	45%

(Nach Prof. P. Marx, Vortrag November 2012)

Nebenstehende Tabelle gibt einen Überblick über den Anstieg der Leistungsfähigkeit als Folge der Beleuchtungsstärke. Die Prozentzahlen geben den Anstieg der Leistungsfähigkeit bezogen auf eine Beleuchtungsstärke von 100 lux an.

Deshalb haben unsere LED-Arbeitsplatzleuchten in der Regel eine wesentlich höhere Lichtleistung als in der Arbeitsstättennorm (500 lux) gefordert.