Frage an Augenspezialisten

[joerg.b]

Ich habe eine wirklich kniffelige Frage zu einen Thema der Augenphysiologie, wo ich mit googeln nicht weiter gekommen bin.

Ich habe gelesen, daß das Auge bezogen auf die wahrgenommene Helligkeit als Spitzendetektor arbeitet. Ein Lichtblitz wird von den Sehstäbchen nahezu unverzögert ans Gehirn weitergeleitet, nach dem Ende eines Lichtblitzes klingt die wahrgenommene Helligkeit jedoch mit einer wesentlich höheren Zeitkonstante nur langsam ab.

Kann mir jemand mit einen Fachartikel helfen wie groß die Zeitkonstanten für die Wahrnehmung und das Nachleuchten sind? Hintergrund für mich ist die Überlegung, ob ich LED's so pulsen kann, daß ich bei nahezu gleichempfundener Helligkeit den Stromverbrauch signifikant senken kann (und das dann noch am besten flickerfrei).

Ich würde mich freuen, wenn nur die, die mir hier wirklich weiterhelfen können, antworten würden.

Gruß Jörg

[markus87]

Sag lieber erst, für was Du es brauchst.

[Gundom]

hat er doch alles erklärt.
wenn ich es richtig verstanden habe, dann will er die led nicht konstant sondern sehr schnell blinken lassen.
glaube aber nicht, dass das klappen wird, da man ja sogar den wechselnstrom bei einer led sieht und der ist sehr schnell ^^

wenns wissenschaftlicher sein soll, müssen andere ran.

[joerg.b]

Für eine Taschenlampe mit möglichst hoher Helligkeit bei gleichzeitig langer Leuchtdauer.

[markus87]

Für eine Taschenlampe mit möglichst hoher Helligkeit bei gleichzeitig langer Leuchtdauer.

Oh! Das wäre dann schon im Millisekunden-Bereich.
Macht überhaupt keinen Sinn! Besonders bedenklich ist hierbei, ob die LED das auf dauer mit macht und der Mensch genauso. Denn blinkendes Licht macht ganz schön blÖd.

Nimm einfach eine oder zwei 10A-Batterien.

[Berni]

Hi,

deine Ausblendfunktion des Auges bringt dir nicht viel, wenn du es flickerfrei willst.
Bis die ganze Helligkeitswahrnehmung vorbei ist, dauert es zwar, aber es wird immer dunkler.
Würdest du jetzt pulsen, hättest du ein heller und schwächer werden des Lichtes.
Oder, du gehst über den Bereich hinaus, den das Auge als Einzelbild wahrnehmen kann.

Wie gesagt, gibt es Menschen, die das 50 Hz flackern noch wahrnehmen können, deshalb gehe ich davon aus, dass du mindestens 60 besser 70 oder 80 Hz als Frequenz wählen solltest.
Du hättest dann bei 80 Hz 160 Wechsel pro Sekunde von An zu Aus.

Ich steh nur i.wie auf dem Schlauch grade:
Wenn ich 80 mal An bzw Aus abwechselnd habe, hab ich doch eig ne halbe Sekunde Betrieb und ne halbe Sekunde aus?! Foglich würde sich der Verbrauch halbieren?
Schlussfolger ich falsch, oder lieg ich richtig?

Grüße,
Berni

Edit zu über mir: Sinn macht es dann, wenn die Frequenz über der Wahrnehmungsfrequenz liegt.
Den LEDs schadet dieses Flackern nicht, wenn es gepulst und keine Wechselspannung ist, da sie Halbleiterbauelemente sind und nicht auf die Glühdrahttechnik zurückgreifen.

[Fightclub]

ab einer frequenz von ca 200hz sieht es aus wie dauerleuchten. Wenn du dann eine halbe phase einschaltzeit hast senkst du den verbrauch damit schon um 50% allerdings glaube ich sinkt damit auch die gesamthelligkeit

[joerg.b]

Macht überhaupt keinen Sinn! Besonders bedenklich ist hierbei, ob die LED das auf dauer mit macht und der Mensch genauso. Denn blinkendes Licht macht ganz schön blÖd.
Nimm einfach eine oder zwei 10A-Batterien.

Ich will nicht unhöflich sein, aber jetzt muss es doch mal raus. Warum hab’ ich wohl ganz oben geschrieben, dass doch bitte nur die Antworten sollen, die mir wirklich weiter helfen können.

Eine Leuchtstoffröhre gibt das Licht mit 100 Hz ab (Netzspannung mit 50 Hz vorausgesetzt). Fernsehen funktioniert mit 25 Bildern pro Sekunde die kammartig so verschachtelt werden, dass dem Auge 50 Bildwechsel pro Sekunde vorgegaukelt werden.

Ich habe zwar schon manchmal den Eindruck das Fernsehen blöd machen kann, das Blinken ist hier aber wohl das geringere Problem.

Und das Multiplexen von LED Anzeigen ist seit deren Erfindung übliche Technik. Hierbei werden die LED's der Reihe nach nur kurz mit höherem Strom angesteuert ohne dass dies Probleme macht.

Edit zu über mir: Sinn macht es dann, wenn die Frequenz über der Wahrnehmungsfrequenz liegt.
Den LEDs schadet dieses Flackern nicht, wenn es gepulst und keine Wechselspannung ist, da sie Halbleiterbauelemente sind und nicht auf die Glühdrahttechnik zurückgreifen.

Genau das ist meine Überlegung. Angenommen, das Auge nimmt nach einer ms Leuchtdauer die tatsächliche Helligkeit zu 99% wahr. Weiterhin angenommen, 100 Hz als Taktfrequenz würden nicht zu einen wahrnehmbaren Flicker führen. Dann denke ich, daß 1 ms an und 9 ms aus zu der selben Wahrnehmung führen wie ein Dauerbetrieb mit kontinuierlichen Strom.

Aber Annahmen nützen mir nichts, wer kann fachkompetent antworten???

[jm2_de]

Ich glaube das was er meint ist wenn man in eine helle Lichtquelle sieht und dann
noch sekunden lang ein "Phantombild" sieht.
Blitzt euch mal mit der Digicam in die Augen, das Blitzelicht sehr ihr dann noch
einige sekunden lang (oder kurz in eine Hell LED sehen).

Für eine Taschenlampe ist das aber schonmal vollkommen unbrauchbar,
denn das Licht muss ja erstmal so stark sein das dieser Effekt überhaupt eintritt.
Bei dem zurückgeworfenen Licht der Angeleuchteten Umgebung bezweifle ich das.
Selbst wenn das Licht hell genug wäre, Du würdest dann ha sekundenlang geblendet sein.

Dazu solltest Du auch wissen das die S/W Rezeptoren eine höhere Frequenz erkennen
können als die Farbrezeptoren.
Ein 50 Hz Fernseher sieht also bei normaler Betrachtung flimmerfrei aus,
aber wenn man ihn aus den Aufenwinkeln betrachtet sieht man das flimmern,
denn im äusseren Bereich des Auges sitzen, soweit ich mich erinnern kann,
(fast) nur S/W Rezeptoren.

Die ganze Logik hinter dieser Lampe stimmt also schonmal garnicht.
Zwar nimmt das Auge ab einer bestimmten Frequenz (>100 Hz) kein flimmer mehr wahr,
aber durch überbelichten des Auges wirst Du keine grossen Impulspausen ausgleichen können.

[alexStyles]

Aber Annahmen nützen mir nichts, wer kann fachkompetent antworten???

Da werden dir hier die wenigsten helfen können...zumindest wenn dann nicht aus Praxiserfahrung...kann aber sein das der ein und andere damit Erfahrungen haben ...
Am einfachsten ist es ja noch...denn Selbsttest zu machen...mit Oszi und einer Timer Schaltung und Lichtquelle...
Aber auch diese Ausrüstung werden viele wohl nicht haben
Ich finde aber es wäre wirklich mal ein Versuch wert- ist ja interessant...vorallem rauszufinden was die Theorie beschreibt und was die Praxis tatsächlich subjektiv von einem selbst beurteilt "meint"

MfG Alex

[joerg.b]

Für eine Taschenlampe ist das aber schonmal vollkommen unbrauchbar,
denn das Licht muss ja erstmal so stark sein das dieser Effekt überhaupt eintritt....
...Die ganze Logik hinter dieser Lampe stimmt also schonmal garnicht.
Zwar nimmt das Auge ab einer bestimmten Frequenz (>100 Hz) kein flimmer mehr wahr,
aber durch überbelichten des Auges wirst Du keine grossen Impulspausen ausgleichen können.

Hast Du Medizin studiert? Ist Deine Antwort eine Annahme oder durch Fachwissen fundiert?
Die Pupille braucht ca. eine halbe Stunde, um sich maximal zu öffnen, aber nur wenige Sekunden, um sich extrem zu verengen. Ich glaube, der von Dir beschriebene Effekt bezieht die Pupille mit ein.

[jm2_de]

Für eine Taschenlampe ist das aber schonmal vollkommen unbrauchbar,
denn das Licht muss ja erstmal so stark sein das dieser Effekt überhaupt eintritt....
...Die ganze Logik hinter dieser Lampe stimmt also schonmal garnicht.
Zwar nimmt das Auge ab einer bestimmten Frequenz (>100 Hz) kein flimmer mehr wahr,
aber durch überbelichten des Auges wirst Du keine grossen Impulspausen ausgleichen können.

Hast Du Medizin studiert? Ist Deine Antwort eine Annahme oder durch Fachwissen fundiert?
Die Pupille braucht ca. eine halbe Stunde, um sich maximal zu öffnen, aber nur wenige Sekunden, um sich extrem zu verengen. Ich glaube, der von Dir beschriebene Effekt bezieht die Pupille mit ein.

Warum fragst Du denn sowas hier im Forum, wenn Du eine 100% fachlich korrekte Antwort erwartest
dann geh doch zu einem Augenarzt, die meisten haben sicher Medizin studiert und wissen sowas,
ist aber nur eine Annahme.
Und wie kommst Du jetzt auf die Pupille, die ist nur eine Blende, die Rezeptoren sind es die hier
eine Rolle spielen, denn mit denen nimmst Du Licht wahr.

Such doch mal bei wiki, unter "Visuelle Signaltransduktion" steh ja alles was man wissen muss,
leider keine Zeitangaben wie lange die regeneration dauert, bzw wie lange sie im verhältnis zum
erhöhten reiz wieder auf einen normalwert sinkt.
Eine gute Idee wäre es vieleicht einfach eine LED mit einem PWM Signal anzusteuern,
dann siehst Du doch wann Du das flimmern siehst und wann nicht.

[joerg.b]

Warum fragst Du denn sowas hier im Forum, wenn Du eine 100% fachlich korrekte Antwort erwartest dann geh doch zu einem Augenarzt...

Deswegen habe ich als Überschrift "Frage an Augenspezialisten" gewählt. Ich selbst habe noch nie einen Augenarzt besucht.

Und wie kommst Du jetzt auf die Pupille, die ist nur eine Blende, die Rezeptoren sind es die hier eine Rolle spielen, denn mit denen nimmst Du Licht wahr...

Sehe ich genauso. Beim von Dir erwähnten "In die Taschenlampe gucken" spielt die Pupille wegen der längerfristigen Auswirkung meiner Meinung nach die Hauptrolle, ist aber nur eine Annahme, die aus Nachtwanderungen und einigen googeln resultiert.

Such doch mal bei wiki, unter "Visuelle Signaltransduktion" steh ja alles was man wissen muss, leider keine Zeitangaben wie lange die regeneration dauert, bzw wie lange sie im verhältnis zum erhöhten reiz wieder auf einen normalwert sinkt...

Hab' ich grad gemacht, hilft mir aber nicht.

Eine gute Idee wäre es vieleicht einfach eine LED mit einem PWM Signal anzusteuern,
dann siehst Du doch wann Du das flimmern siehst und wann nicht...

Wenn ich hier keine fundierte Auskunft erhalte werde ich den Test machen, ist dann aber etwas subjektiver und benötigt bei mir (Frequenzgenerator, Oszi etc. hab' ich) auch etwas Aufwand. Ich denke, daß Du Dich durch meine Frage nach Deiner Kompetenz angegriffen fühlst. Ich wollte hier im Forum (und das geht jetzt wirklich nicht gegen Dich) eine fundierte Antwort und keine Meinungsäuserung wie:

Für eine Taschenlampe ist das aber schonmal vollkommen unbrauchbar...

Durchaus möglich, daß Du richtig liegst aber ich denke, diese Aussage entspricht mehr einem Bauchgefühl als fundierter Augenkenntnis.

Gute Nacht

[synvox]

Hallo joerg,

leider wird das so nicht funktionieren, wie du dir das denkst. Und ich weiss wovon ich rede, u.a. auch weil ich Mikrobiologie, Biochemie und Physik studiert habe.

Solange du mit der Photonenzahl, die ins Auge gelangen, im linearen Erregungsbereich der Stäbchen bzw. Zapfen bleibst (normales sehen), wirst du auch eine der mittleren Photonenzahl pro Zeiteinheit proportionale Helligkeit wahrnehmen, auch wenn das Auge (bzw. genauer das Gehirn) bei entsprechend hoher Frequenz (ab ca. 100 Hz) die Unterbrüche im Photonenstrom nicht mehr als solche erkennen kann. Es wird dann einfach eine gemittelte Helligkeit wahrgenommen, d.h. bei 10% Ein-Phase und 90% Aus-Phase eben auch 10% der Helligkeit. Das ist unter anderem ja auch das Prinzip hinter vielen Dimmern, welche mit PWM (Pulsweiten-Modulation) funktionieren. Gerade bei LEDs wird dieses Dimmverfahren gerne angewendet, weil diese praktisch kein Nachleuchten zeigen, weshalb man die PWM-Frequenz recht hoch wählen kann (je nach LED-Typ bis zu mehreren 10 kHz).

Den von dir beschriebenen Effekt kannst du eigentlich nur erreichen, wenn du deine Sehzellen bis in den Sättigungsbereich erregst, d.h. dich selbst blendest. Direkt in die LED schauen, oder in ein hochfrequentes Stroboskopblitzlicht würde so einen Eindruck hinterlassen, d.h. eben keine Mittelung der Helligkeit mehr, weil du dein Auge mit Photonen überflutest.
Aber ständiges geblendet werden ist ja wohl nicht Sinn der Sache. Du willst ja mit der Taschenlampe etwas ausleuchten können (um es zu erkennen/sehen) und nicht direkt hineinblicken .

Du hast auch noch Leuchtstoffröhren erwähnt, um deine Annahme zu untermauern, aber dort beruht das Ganze auf der Trägheit bzw. dem Nachleuchten des Leuchtstoffes selbst (wenn er einmal zum Leuchten angeregt wurde), d.h. bei der Lichtquelle und nicht beim Auge. Unter anderem deshalb lassen sich Leuchtstoffröhren mittels PWM praktisch nicht dimmen.

Gruss
Neni

[luckylu1]

joerg, soweit mir bekannt ist, hast du recht, wieviel das objektiv aus macht, kann ich dir leider auch nicht genau sagen, empfehlen würde ich eine frequenz um 200Hz, taktverhältnis etwa 33% on zeit, den maximalstrom von 1A solltest du aber nicht wesentlich überschreiten, ich denke 1,2A dürften aber machbar sein.

bei meiner recherche habe ich das hier gefunden:
http://www.f07.fh-koeln.de/imperia/md/c ... ranzer.pdf

alles durchzugehen war mir dann doch zuviel *g*
meine interpretation würde etwa so lauten, das auge versucht durch zitterbewegungen immer die optimale abbildungs-
qualität sicherzustellen, dadurch werden dicht nebeneinander liegende bereiche der sehnerven vom licht getroffen,
dadurch ergibt sich ein bestimmter helligkeitseindruck, wird nun bei lichtblitzen erst ein teil der sinneszellen getroffen und im nächsten moment, nach der winkelverstellung, ein anderer teil, ergibt sich durch die trägheit beim abbau des ausgelösten elektrischen potentials(der weiterleitung zum gehirn), welches der empfangenen helligkeit entspricht, eine scheinbar höhere helligkeit. wieviel das genau ausmacht, ist schwer zu ermitteln und dürfte im wesentlichen von 4 faktoren abhängig sein. 1. der von mensch zu mensch verschiedenen grundempfindlichkeit. 2. der durchschnittlichen umgebungshelligkeit (damit der geschwindigkeit des zitterns und veränderung des "zitterwinkels"). 3. der realen länge des blitzes. 4. des zusammentreffens des blitzes mit der winkelgradeinstellung(wie oft wird ein vorher nicht belichteter teil der sehnerven getroffen,bzw wie viel zeit ist seit dem letzten treffer vergangen).
daraus ergibt sich für mich folgende schlussfolgerung:
bei der in abhängigkeit von der umgebungshelligkeit auftretenden zitterbewegung, bringt die taktfrequenz den grössten helligkeitseindruck, welche fast in resonanz mit der zitterbewegung(am besten etwas darüber) liegt und bei jedem blitz einen anderen bereich voll trifft. demzufolge dürfte bei einer blitzfolgefrequenz von 120Hz
und einem 33% tigem füllfaktor, etwa das optimum der maximalen helligkeitsempfindung liegen, jedes weitere optimum, allerdings mit abnehmender helligkeitsempfindung dürfte beim vielfachen dieser frequenz liegen, eine genaue resonanz (könnte von dauer nur bei sonst absoluter dunkelheit bestand haben) würde dann zu einer scheinbaren verringerung der helligkeit führen. damit besteht dann die gefahr, das durch diesen "stroboskopeffekt" (schwebung) eine pulsierende helligkeit entsteht. diese gefahr könnte allerdings durch erhöhen der frequenz wieder eliminiert werden, dabei geht der subjektive helligkeitseindruck dann wieder zurück. ein schönes dilemma!!! etwas heller sollte es aber trotzdem erscheinen. eine variable frequenzeinstellung, für verschiedene umgebungshelligkeiten würde ich empfehlen, frequenzverhältnis etwa 1:2.

ich hoffe, das dir das etwas hilft, du solltest dich aber trotzdem belesen, das ist nur meine interpretation, ich habe das nicht studiert.
viel spass dann beim experimentieren.......

PS: das ergebniss wäre für mich sehr interessant!!!
mir kommt da gerade so ein gedanke, wie war das mit der höheren lichtausbeute bei leuchtstofflampen, die mit höherer frequenz betrieben werden? da wird von 0-20% alles angegeben, eventuell liegt ja hier des rätsels lösung? *grübel*

[synvox]

Es ist eben trotzdem so, wie ich es einen Post weiter oben beschrieben habe . D.h. man wird nur dann eine höhere Helligkeit bzw. keine proportionale Abnahme feststellen können, wenn man mit der Photonenmenge an den Rand des Dynamikumfanges des Auges kommt, trotz aller Sakkadenbewegungen . Diese haben ja vor allem die Funktion, eine virtuelle 'Belichtungszeit' für die Sehzellen zu ergeben und liegen laut Fachliteratur bei ca. 40-50 Hz.

Übrigens wird die Lichterregung der Sehzellen nicht in verschieden grosse Aktionspotentiale in den Nervenfasern umgewandelt, sondern in ein frequenzmoduliertes Signal (Frequenz ist proportional zum Erregungslevel) von Aktionspotentialen (Pulsen) gleicher Höhe. Frequenzmodulation ist übrigens das Übertragungsprinzip aller über Nervenbahnen übermittelten, analogen Grössen im Körper.

Dass der Dynamikgrenzbereich (Sättigungsbereich) bei wenig Umgebungslicht durch eine einzelne Leuchtquelle eher erreicht wird als bei heller Umgebung ist klar. Der Effekt ist aber derselbe. Wird der Grenzbereich erreicht, empfindet man es als Blendung, d.h. es ist unangenehm und unerwünscht. Biologie und Physik lassen sich eben nicht so einfach austricksen, und das ist auch gut so, denn wir müssen ja unsere Umwelt für uns so wahrheitsgetreu bzw. überlebensnützlich wie möglich wahrnehmen können. Und die naturgemässe Tatsache ist: Durch schnelleres Pulsen werden trotzdem nicht mehr Lichtquanten freigesetzt, als eben proportional zur Pulsweite pro Zeiteinheit zu erwarten sind. Schnelleres Pulsen bewirkt nur, dass wir es dann als kontinuierliches Licht wahrnehmen. Die Proportionalität bleibt aber im Rahmen des Dynamikumfanges des Auges erhalten.

Gruss
Neni

[luckylu1]

naja, stimmt und stimmt nicht, wenn da nicht die trägheit beim abbau der erregung wäre, hättest du zu hundert prozent recht, so können wir uns ev. 20% bis 40% zu nutze machen^^

[synvox]

Sorry dir widersprechen zu müssen, aber die Trägheit spielt hier praktisch keine Rolle, abgesehen davon, dass die Erregungslawine, welche zum Akionspotential bzw. je nach Quantenzahl zu mehreren Aktionspotentialen in kurzer Abfolge führt, extrem schnell abläuft. Wenn jedes Erregungspotential (Aktionspotential) länger andauern würde, wäre eine Frequenzmodulation von bis zu mehreren kHz aufeinanderfolgender Erregungspotentiale gar nicht möglich. Der Abbau geschieht also eigentlich extrem schnell. Gewisse Nachleuchteffekte (in Komplementärfarben) die wir wahrnehmen, beruhen auf der Verschaltung der unter der Retina liegenden Neuronenschichten, welche uns unter anderem eine gewisse Anpassung des Dynamikumfanges und des Kontrastsehens ermöglichen.

Ausserdem, wenn man von einer Sakkade als Belichtungszeit ausgeht, welche ja so ca. bei 1/40 sekunde liegt, also ungefähr dem Bereich, wo man ein Blinken noch als Blinken wahrnimmt, spielt es dann keine Rolle mehr, ob eine bestimmte Anzahl Photonen nun als kontinuierlicher Strom oder als eine kürzere Abfolge von Photonenpulsen höherer Stromdichte während dieser 'Belichtungszeit' ins Auge kommt. Bei gleicher Photonenanzahl in dieser Zeiteinheit wird auch die gleiche Erregung bzw. Wahrnehmung erzeugt.

Drittens wäre eine PWM-Helligkeitsregelung bei LEDs bei PWM-Frequenzen von mehreren kHz gar nicht gut möglich, wenn es tatsächlich so wäre, wie du denkst. Tatsache ist aber, es funktioniert bei LEDs bis in Bereiche von mehreren 10 und sogar 100 kHz PWM-Frequenz sehr gut, d.h. relativ schön proportional bzw. logarithmisch, wie wir eben die Helligkeit wahrnehmen.

Viertens sind etwaige Effekte von höheren Frequenzen bei Leuchtstoffröhren rein durch die physikalischen Emissionseigenschaften der verwendeten Leuchtstoffe zu erklären und nicht etwa durch die Physiologie des Sehens.

Gruss
Neni

[luckylu1]

bei höheren frequenzen, gebe ich dir völlig recht, und für höhere umgebungshelligkeiten auch, für
geringe lichtintensitäten, wie sie im allgemeinen bei verwendung einer taschenlampe herrschen, könnte es trotzdem etwas bringen, das ist jetzt keine feste überzeugung sondern eher eine schlussfolgerung, die durch ein experiment bewiesen werden müsste. schön wäre natürlich, wenn mal eine quelle zu untersuchungen in der richtung gefunden wird.

mit den leuchtstofflampen, das war nur so ein gedanke^^, der sich bei genauerer überlegung als falsch herrausstellt.

joerg, da es power-leds noch nicht so sehr lange gibt und andere lichtquellen zu untersuchungen in diesem grenzbereich nicht geeignet sind, könnte es sein, das wissenschaftliche untersuchungen zu diesem thema noch gar nicht existieren!?

[jm2_de]

joerg, da es power-leds noch nicht so sehr lange gibt und andere lichtquellen zu untersuchungen in diesem grenzbereich nicht geeignet sind, könnte es sein, das wissenschaftliche untersuchungen zu diesem thema noch gar nicht existieren!?

Es gibt aber schweissgeräte, oder andere sehr helle Lichtquellen die man mit einer sehr hohen
Frequenz ansteuern kann, so wie jede normale Glühlampe mit 50Hz.
Die Grundlagen dafür müssten also auch schon lange erforscht sein.

@synvox
Wie ich das verstanden habe sind die Zeiten für Erregung und Abbau der Erregung gleich lang,
wenn sie innerhlalb des Bereichs liegen in dem man 0 - 100% Helligkeit erkennt.
Liegt die Erregung über 100% wird man geblendet und dann dauert der Abbau der Erregung um
ein vielfaches länger als die Erregung selber.
Man sieht also noch sekundenlang die Lichtquelle die garnicht mehr da ist,
so wie wenn man in ein Blitzlicht sieht und dann noch lange den Umriss des Reflektors und den
Draht im inneren sieht (wie nennt man das Phänomen) ???


Und wenn ich das richtig verstehe wäre es eh sinnlos diesen Effekt zu nutzen,
denn man würde ja praktisch etwas sehen das nicht mehr da ist,
ausserdem wären die Augen dauernd überreizt, was mit sicherheit Kopfschmerzen verursacht ?

[Fightclub]

Und wenn ich das richtig verstehe wäre es eh sinnlos diesen Effekt zu nutzen,
denn man würde ja praktisch etwas sehen das nicht mehr da ist,
ausserdem wären die Augen dauernd überreizt, was mit sicherheit Kopfschmerzen verursacht ?

dürfte nebenbei auch überhaupt nicht gut für die netzhaut sein =/

[luckylu1]

eine modulation der lichtintensität zb. glühlampe oder lichtbogen, ist etwas völlig anderes als ein wirkliches aus und einschalten! ich kenne keine lichtquelle ausser leds, mit der das sonst noch bis zu sehr hohen frequenzen möglich wäre, das einzige was noch in frage kommen könnte, wäre ein elektronenstrahl, jedoch erreicht der auf einer leuchtschicht nicht die hohe intensität einer led. für kleinere frequenzen könnte eine blitzlampe genommen werden.

es geht hier auch nicht um die blendwirkung!

[synvox]

@jm2_de:
Es gibt prinzipiell zwei unterschiedliche Effekte die zur Wahrnehmung von Phantombildern führen können. Das eine kennen wir, wenn wir uns bei 'normalen' Lichtbedingungen länger auf einen Punkt eines kontrastreichen Gegenstandes (oder Bildes etc.) konzentrieren und danach schnell auf eine weisse Wand schauen. Dann sehen wir für eine kurze Zeit das Negativbild des Gegenstandes an der Wand. Dieser Effekt beruht auf der Verschaltung der Sehzellen untereinander mittels der darunterliegenden Neuronenschichten. Wird eine Sehzelle mehr erregt, hemmt sie die Erregungsweiterleitung der benachbarten Sehzellen. Bei wenig bzw. keiner Erregung wird hingegen die Empfindlichkeit der benachbarten Zellen erhöht. Das ganze dient der Verstärkung von Kontrasten und der Anpassung der Licht-Erregungs-Kurve der Sehzellen an die lichtmenge. Dieser Adaptationsvorgang benötigt aber eine gewisse Zeit, weshalb wir den oben beschriebenen Effekt beobachten können. Da wir aber normalerweise nie lange nur einen Punkt anvisieren (d.h. wir haben ständig ändernde Bilder auf der Netzhaut), merken wir von dieser Adaptation normalerweise auch nichts, obwohl sie ihren Zweck auch im Alltag durchaus erfüllt (d.h. Kontrastverstärkung und eine gewisse Anpassung der Empfindlichkeit).

Die Phantombilder, die wir nach einer Blendung sehen, beruhen grösstenteils auf einer anderen Ursache und dauern auch länger an. Zum Beispiel bei einem kurzen Blick direkt in die Sonne, da sehen wir danach zuerst einen schwarzen Fleck, welcher dann langsam von Blau - Cyan über Grün zu Rot - Magenta die Farbe wechselt, bis er dann wieder verschwindet. Dieser Effekt liegt an der Verarmung an nicht aktivierten Rhodopsin-Molekülen in den Sehzellen. Ein Photon aktiviert ein Rhodopsin-Molekül, welches dann über eine Verstärkungskaskade ein Aktionspotential auslöst (nur einmal, obwohl das Rhodopsin-Molekül noch eine gewisse Zeit im aktivierten Zustand bleibt, es löst keine weiteren Potentiale in diesem Zustand mehr aus). Normalerweise wenn wir sehen, sind aktivierte und nicht aktivierte Rhodopsin-Moleküle in der Sehzelle im Gleichgewicht. D.h. es sind immer genügend nicht aktivierte Rhodopsin-Moleküle vorhanden, um von weiterhin einfallenden Photonen aktiviert werden zu können. Der biochemische Prozess, der die aktivierten Rhodopsine rezykliert (d.h. wieder in den nicht aktivierten Zustand bringt) hat genügend Zeit, dafür zu sorgen, dass immer genug aktivierbare Rhodopsine in der Zelle vorhanden sind. Wenn nun aber in kurzer Zeit eine riesige Menge an Photonen in die Sehzelle gelangt, kommt es dazu, dass sehr schnell fast alle vorhandenen Rhodopsine aktiviert werden. Es sind dann kaum noch aktivierbare Rhodopsine vorhanden, die Gleichgewicht in der Sehzelle ist in die Sättigung geraten, wir sehen an diesem Punkt nichts mehr, also schwarz. Der biochemische Prozess der Recyklierung läuft zwar weiter, kann aber wegen seiner Langsamkeit im Vergleich mit der Aktivierungskaskade nicht nachkommen bzw. braucht es auch nach einem Stop des massiven Photoneneinstromes eine relativ lange Zeit, bis wieder genügend nicht aktivierte Rhodopsin-Moleküle zur Verfügung stehen. Nun ist es auch so, dass die Stäbchen und versch. Farbzapfen auch verschieden lange brauchen, um sich wieder zu 'erholen', wobei die notwendige Erholungszeit ungefähr proportional der Empfindlichkeit der einzelnen Zelltypen ist. Deshalb sehen wir den Farbwechsel bzw. am Schluss Magenta, weil wir im Grün-Bereich am empfindlichsten sind und es da am längsten braucht, bis sich die Zapfen wieder 'erholen' (Komplementärfarben).
Wird die Licht-Blendung lange aufrecht erhalten, kann es zur Verarmung weiterer am Recyclingprozess beteiligter Proteine und anderer Moleküle kommen, dann zu Entzündungsprozessen und am Ende sogar zum Absterben der Sehzellen.

Wichtig zu wissen ist dabei noch, dass wir in der Retina keine Schmerzrezeptoren haben. D.h. eine etwaige Schädigung von Sehzellen durch hohe Lichtmengen oder höherenergetische Strahlung (UV, Röntgen etc.) merken wir zuerst mal nicht. Das perfide daran ist, dass wenn wir die Strahlung nicht sehen können, der schützende Reflex des Augen Zusammenkneifens und Wegschauens auch unterbunden wird. Deshalb ist es auch so wichtig, zum Bsp. eine Sonnenfinsternis nur mit speziellen Filtern zu betrachten, weil das Licht der Sonne bei der Finsternis zwar geschwächt ist (man kann reinschauen ohne dass der Schutzreflex ausgelöst wird), aber die direkte UV-Strahlung immer noch ausreicht, um die Sehzellen dauerhaft zu schädigen.

Ich hoffe, ich konnte das Ganze so verständlich (populärwissenschaftlich ) wie möglich erklären.

Gruss
Neni

[joerg.b]

Hallo Synvox und alle Anderen

Erst mal vielen Dank für Eure Beiträge. Synvox, Du bist ja wirklich eine Quelle unerschöpflichen Wissens zu diesen Thema. Ich kann Deine gemachten Angaben zum Helligkeitsempfinden bei Pulsbetrieb mittlerweile experimentell bestätigen. Nachdem ich in einem anderen Forum vor einigen Wochen Kommentare gelesen habe, die mir Hoffnung gemacht haben, das LED's mit höheren Strömen im Pulsbetrieb heller wirken könnten, als beim kontinuierlicher Betrieb mit niedrigeren Strömen habe ich folgende Versuchsreihen mit einer Seoul P4 durchgeführt:

Messreihe 1:

LED im kontinuierlichen Betrieb mit 500 mA im Vergleich zu Pulsbetrieb mit 1 A und 50% Tastverhältnis. Ich habe den Test mit 100 Hz, 1kHz, 10 kHz und 100 kHz durchgeführt und die LED mit einen Umschalter zwischen den beiden Quellen hin und her geschaltet. Kein einziges mal hat die LED im Pulsbetrieb heller als beim kontinuierlichen Betrieb gewirkt. Eher hatte ich sogar den Eindruck, daß die LED im Pulsbetrieb etwas dunkler war. Ich denke, daß dies auch objektiv so ist, da die Helligkeit nur in erster Näherung linear mit dem Srom ansteigt. Tatsächlich kann man im Datenblatt jedoch erkennen, daß die Helligkeit geringer als linar mit dem Strom ansteigt.

Messreihe 2:

Nach der ersten Messreihe war ich zwar nicht mehr sonderlich zu weiteren Versuchen ermutigt, aber da ich den Aufbau nun schon mal hatte habe ich als nächstes folgende Arbeitspunkte verglichen: Kontinuierlicher Betrieb mit 200 mA, Pulsbetrieb mit 400 mA bei 50% Tastverhältnis und Pulsbetrieb mit 800 mA bei 25% Tastverhältnis.

Das Ergebnis weicht nicht von den obigen ab.

Auf weitere Untersuchungen, wie zum Beispiel ein bewußtes Überbelichten der Netzhaut, habe ich aus nachvollziehbaren Gründen verzichtet. Die Versuchsergebnisse sprechen für sich. Das Auge mittelt im sinnvollen Arbeitsbereich Lichtpulse auf den Effektivwert. Eine Modulation des Lichtstrom bringt somit nichts, schade aber so sind die Fakten.

[luckylu1]

schade nur, das deine versuche sich nicht im mindesten auf auf meine vorschläge bezogen, das das so nix bringt war ja klar und unstrittig. desweiteren, darfst du ja solche versuche nicht auf die stromwerte beziehen, bringt ja nichts! gleiche elektrische leistung an der led und gleiche (rechnerische) lichtleistung, was ja nicht das gleiche ist, wären 2 notwendige messreihen gewesen. auch wenn der lichtstrom zu höheren leistungen abnimmt, wäre das interessant gewesen, werde irgendwann mal selbst noch versuche machen. danke trotzdem für die info.