Flimmerfreiheit

Das Flimmern von Lichtquellen sowie Pulsation und Stroboskop-Effekte verursachen Sehstörungen und können zu Ermüdung und Kopfschmerzen führen. Sie müssen deshalb vermieden werden.

Helligkeitsschwankungen werden als Flimmern (englisch: to flicker) bezeichnet. Sie werden vom Beobachter als sehr störend empfunden. Diese Schwankungen werden vom Menschen bei niedrigen Frequenzen (im Extremfall bis ca. 80 Hz) als sehr unangenehm wahrgenommen. Als Ausnahmeerscheinung kann ein niedrigfrequentes Flimmern auch Auslöser fotosensitiver epileptischer Anfälle sein.

Ein Flimmern mit hoher Frequenz – also außerhalb des visuell wahrnehmbaren Bereichs, z.B. bei Frequenzen von 100 bis 400 Hz) – kann ebenfalls negative Auswirkungen auf das Wohlbefinden haben und beispielweise Kopfschmerzen auslösen. Die individuellen Empfindungen können sehr unterschiedlich ausfallen.

Empfehlung für LEDs

Mit dem Einzug von LEDs in die allgemeine Beleuchtung hat das Flimmern wieder an Bedeutung gewonnen, da LEDs eine geringere Trägheit als z. B. Halogenglühlampen haben. Halbleiter reagieren im Bereich von etwa 300 Mikrosekunden. Beim Dimmen der Lichtquelle mit Pulsweitenmodulation (PWM) wird die LED periodisch innerhalb eines kurzen Zeitraums komplett ein- und ausgeschaltet. Dabei kann es vorkommen, dass LEDs wahrnehmbar flimmern.

Günstige LEDs werden zudem aus Kostengründen häufig mit sehr einfachen Treibern und der doppelten Netzfrequenz betrieben (in der EU 100 Hz). Auch Störungen in der Netzspannung, nicht richtig funktionierende Treiber oder Wechselwirkungen mit Dimmern können dazu führen, dass LEDs flackern oder ungewollte Lichtblitze produzieren, obwohl sie ausgeschaltet sind.

Das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) hat mit der IEEE 1789 „Recommended Practices for Modulating Current in High-Brightness LEDs for Mitigating Health Risks to Viewers“ von 2015 Frequenzen und Modulationsgrad in grundlegende Kategorien eingeteilt. Sie lassen Rückschlüsse auf die Flimmerfreiheit zu. Dabei gilt: Je höher die Frequenz in Hertz und je niedriger der Modulationsgrad, desto besser und flimmerfreier ist das Produkt.

 

Das Beispiel mit der roten Sinuskurve rechts in der oben stehenden Grafik zeigt einen starken Kurvenausschlag mit einem Modulationsgrad von 100 % bei einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz von 100 Hz. Hier kann Flimmern bewusst wahrgenommen und als störend empfunden werden.

Die orangefarbene Kurve darunter zeigt einen Bereich, in dem die Modulation mit 20 % schon deutlich geringer ist, aber noch eine Frequenz von 300 Hz wirkt. Auch wenn der Nutzer nur ein leichtes oder kein Flimmern wahrnimmt, kann es bei empfindlichen Menschen möglicherweise das Wohlbefinden stören.

Die grüne untere Kurve zeigt einen besonders geringen Ausschlag von nur 10 % Modulation bei einer hohen Frequenz von 500 Hz. Diese Werte lassen auf eine sehr gute, nahezu flimmerfreie Lösung schließen.

Die Erforschung der Wirkung des Flimmern von LED-Lichtquellen auf den menschlichen Organismus steht noch am Anfang. Aus Sicherheitsgründen empfiehlt licht.de, stets möglichst flimmerarme Leuchtensysteme auszuwählen (siehe grüner Bereich in der Grafik). Diese Informationen sind im Zweifelsfall direkt beim Hersteller zu erfragen.

Stroboskopeffekte vermeiden

Von Stroboskop-Effekten spricht man, wenn die Wahrnehmung von Bewegungen rotierender oder sich hin- und her bewegender Maschinenteile verändert wird, so dass diese eventuell nicht mehr richtig sichtbar sind. Dies kann zu Gefährdungen führen: So kann z. B. bei einer sich schnell drehenden Maschine ein erhöhtes Verletzungsrisiko entstehen, weil dem Auge vermittelt wird, dass die Maschine stillsteht.

Weitere Informationen zum Thema und einen Überblick über „Temporal Light Artefacts – TLA Flimmern und Stroboskopeffekt“ gibt die gleichnamige Informationsschrift des ZVEI. Sie erläutert die wichtigsten Begriffsdefinitionen, stellt geeignete Messverfahren vor und gibt Hinweise zu wissenschaftlichen und Standardisierungsarbeiten.

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