LED mit hohem CRI und 60° Abstrahlwinkel?

[miki.kunze]

Hi zusammen,

ich bin jetzt schon länger auf der Suche nach LEDs die für mein Projekt geeignet wären. Ich möchte mir zum Fotografieren einen tragbaren (also batteriebetriebenen) Stahler bauen.

Ich brauche dafür LEDs die einen Abstrahlwinkel von ca. 60° haben und wichtig für die gute Farbwiedergabe ist natürlich ein hoher CRI-Wert. Wäre auch nicht abgeneigt auch verschieden Farben zu verwenden, um eine bestmöglich Abdeckung des gesamten Sichtbaren Lichtspektrums zu erreichen. Ich will mindestens die Helligkeit eine Glühbirne mit 50Watt hinbekommen und laut Wikipedia brauche ich dafür 500lm. Für eine Farbtemperatur habe ich mich noch nicht entschieden, aber normale Blitze haben 5600° Kelvin, aber Fotos mit Blitz wirken mir zu kalt...

Bin bisher u.a. auf die Seoul Z-LED P4, warmweiß, 90lm, CRI 93 gestoßen, aber die hat einen Abstrahlwinkel von 124°. Und mit einer dazu passenden Linse von Carclo komme mit der "Frosted wide" auf höchstens ca. 43°. Gibt es noch andere Linsen, oder was kann ich machen um auf die 60° zu kommen?
Wie schließt man eigentlich solch eine LED an? Habe auf http://www.led-treiber.de/html/ldo-treiber.html einen Bauplan gefunden mit dem man eine High-Power-Led mit z.B. 4 Batterien betreiben kann... ist das nötig? Für simple LEDs braucht man doch eigentlich nur nen Widerstand und ne konstante Stromquelle, oder etwa nicht?

Gruß
Miki

[katze_sonne]

Hallo,

hattest du nicht hier: viewtopic.php?f=24&t=6196&p=89481#p89481 schonmal über das Thema gesprochen

[miki.kunze]

Jou, bin jetzt aber mit meiner Recherche weiter gekommen und habe Detailfragen... aber eigentlich hast du Recht...

[katze_sonne]

Ok. Und wie sind deine Detailfragen? Oder hab ich was übersehen?

[miki.kunze]

So einmal umformuliert

1. Wie bekomme ich bei der Seoul Z-LED P4, warmweiß, 90lm, CRI 93 einen Abstrahlwinkel mit 60° hin?
2. Kann ich diese LEDs auch einfach per Widerstand an die Batterien anschließen (Parallel-Schaltung)? Oder brauche ich dafür einen speziellen LED-Treiber?
Von der Theorie her könnte ich doch mit 3 Batterien (a 1,2V und 2300mAh) 19 Seoul Z-LED P4, warmweiß, 90lm, CRI 93 eine Stunde lang betreiben können. Ist das richtig?
3 x 2300mAh / 350mA = 19,71 LEDs für ein Stunde
3. Welche weiteren LEDs würden das Farbspektrum der Seoul Z-LED P4, warmweiß, 90lm, CRI 93 am besten ergänzen? Macht das überhaupt Sinn?
4. Gibt es keine simplen 5mm LEDs die auch einen hohen CRI-Wert haben?

[Sailor]

Eine sehr gute Farbwiedergabe hast Du mit der Cree Q 5. Bisher das beste Fotolicht, das ich hatte.
Der CRI - Index sagt nichts über die tatsächliche Farbwiedergabe aus (naja Hauttöne vielleicht).

Mit 3 dieser Akkus in Reihe kannst Du 6 LED´s etwa eine Stunde betreiben.
2.300 mAh / 350 mA = 6,6 h (mit 3 x 2.300 mAh und 3 x 1,2 Volt hätten Deine Akkus plötzlich die dreifache Energiemenge gespeichert).

Mit 5 mm LED´s wirst Du mit vertretbarem Aufwand nicht die erforderliche Lichtmenge erreichen. Wenn Du schon in die Richtung von 20 High-Power-LED´s denkst ...

[rbt]

also für wirklich warmes licht musste schon die seouls nehmen , aber die q5 ist auch schon auf dem richtigen weg. würde mir da an deiner stelle einfach samples bestellen, wenn du wirklich so viele hp leds verbauen willst, lohnt es schon vorher ein paar tests zu machen.

zu den widerständen ... ja wenn du vor jede led einen schaltest geht das natürlich, aber in deinem fall würd ich auch schon zu nem speziellen schaltregeltreiber greifen. da gibts für taschenlampen schon einige interessante modelle, die wahrscheinlich stromsparender sind als onkel ohm und auch noch reihenschaltungen usw ermöglichen.

sei dir auch im kalren darüber, das 2o hp leds auch amtlich gekühlt werden müssen, das ding wird auch recht schwer ...

[CRI 93+ / Ra 93+]

@Sailor:
Wie ist die Farbwiedergabe der Cree MC-E im Vergleich zu der von Dir vielgepriesenen Q5? Identisch, oder? Da ja AFAIK nur 4 Q5-Chips in einem Gehäuse...
Das wäre dann als Fotolicht evtl. einfacher zu nutzen und entspricht auch der gewünschten Helligkeit, selbst schon in der warm-weißen Variante.
Allerdings können sowohl fast alle Kameras, als spätestens The GIMP oder ähnliche Programme (PhotoShop soll auch noch ganz gut sein, aber für Privat aber etwas teuer und außerdem nicht unter Linux verfügbar) auch die Farbtemperatur anpassen, falls es zu kalt wirken sollte.

[miki.kunze]

Der CRI - Index sagt nichts über die tatsächliche Farbwiedergabe aus (naja Hauttöne vielleicht).

Das verstehe ich jetzt nicht ganz. Zwischen dem Farbwiedergabeindex und Farbtemperatur in Kelvin muss man doch strikt unterscheiden.
Denn beide haben zwar was mit der optischen Wirkung der Fotografie zu tun, aber bezeichnen verschiedene Dinge.
Die Farbtemperatur bezeichnte den Bereich und das Verhältnis der ausgestrahlten Wellenlängen und der Farbwiedergabeindex (CRI) bezeichnet die Vollständigkeit des sichtbaren Farbspektrums, also das vorhanden sein aller sichtbaren Wellenlängen. Mit der Zusammensetzung dieser hat der CRI-Wert nix zu tun... oder?



Beim Fotografieren kann ja nur das aufgenommen werden, was von der Lichttquelle ausgestrahlt wurde und letztendlich vom fotografierten Objekt auch wieder emmittiert wurde. Fehlen Wellenlängen in der Lichtquelle, dann fehlen die auch in der Aufnahme... d.h. z.B. das Farbverläufe dann ausfransen etc.

@Sailor: Du hast vollkommen Recht. Ich dachte mir schon, dass bei meiner Berechnung etwas nicht stimmen kann... ich habe die niedrigen Volt der Batterien vergssen Aber 6 HP-LEDs sind für mein angepeiltes Ziel von 500lm auch vbollkommen ausreichend.

Die einzige Möglichkeit die ich sehe mehrere HP-Leds mit Batterien (max. 4 AA 1,2V und 2300mAh) zu betreiben ist, diese parallel an eine KSQ anzuschließen, weil die Batterien nicht genug Spannung liefern. Mit der KSQ aus dem Shop mit 1400mA kann ich aber nur 4 HP-LEDs betreiben. Kennt jemand dafür eine Lösung?

[miki.kunze]

Eine sehr gute Farbwiedergabe hast Du mit der Cree Q 5. Bisher das beste Fotolicht, das ich hatte.

In der Docu zur Cree Q5 stehen folgende Angabe:

Typical CRI for Cool White & Neutral White (3,700 K – 10,000 K CCT) is 75.
Typical CRI for Warm White (2,600 K – 3,700 K CCT) is 80.

Und die 228lm erreicht die auch nur mit dem maximum von 1000mA... dafür bräuchte ich ja schon 6 KSQs mit 1000mA und ich will ja am liebsten nur eine verbauen...

Die Seoul Z-LED P4 warmweiß hat einen CRI von 93. Finde das schon viel versprechender...

Sagt mal gibt es eine LED die Licht austrahlt mit der Wellenlänge von 480-490nm???

[rbt]

na das is so net ganz richtig, mit den angesprochenen schaltregelksqs kannste auch in reihe schalten, weil die eine niedrige eingangsspannung hochtransformieren (boosten).

[miki.kunze]

Aber durch das boosten verliere ich ja noch mehr Batterieleistung, oder?

Habe mich mal bei Li-Ion Akkus umgeschaut, die liefern ja mehr Volt und sind auch leichter als 4x AA Akkus... aber die Auswahl ist ja echt enorm. Was brauche ich eigentlich zum laden solcher Akkus?

Habe einen Canon Camcorder kompatiblen Li-Ion Akku (BP-522 7,4V 2,5 Ah LiIon) für 9,99€ gefunden bei Conrad gibt es den sogar mit 3Ah aber für 24,95€. Der wäre doch perfekt zum betreiben von 6 HP-LEDs.
Wenn ich 3 HP-LEDs (typ. 350mA / max.800mA) in Reihe schalte dann brauche ich maximal 2400mA. Da ich aber 7,4V zur Verfügung habe und pro HP-LED typ. 3.25V und max.4V brauche, so kann ich zwei 3er-Reihen-Schaltungen parallel anschließen, die dann mit 3,7V laufen würden... Somit kann ich doch mit einem Li-Ion Akku 6 HP-LEDs betreiben, oder habe ich mich da wieder verrechnet? Jetzt brauche ich nur noch ne KSQ die das mitmacht

Was haltet ihr davon?

[Sailor]

Der Farbwiedergabeindex CRI hat einen Haken, der ihn für die Betrachtung der wirklichen Farbwiedergabe untauglich macht. Insbesondere trifft dies auf die Fotografie zu.

Der Haken ist, dass die 3 Grundfarben nicht in die Betrachtung einbezogen sind.

Auf der Grundlage der 3 Grundfarben beruht aber die Fotografie. Sowohl in der herkömmlichen Fotografie als auch in der digitalen Fotografie sind die 3 Grundfarben die Grundlage zur Erstellung des Abbildes. Beim herkömmlichen Verfahren durch 3 Schichten im Papier und beim digitalen Verfahren durch Aufnahmechip und Druck.

Wir haben im Club schon mehrmals die Qualität von verschiedenen Lichtquellen anhand eines Farbtestbildes, das auch Graustufen abbildet, geprüft. Die Farbwiedergabe ist bei Lichtquellen mit hohem CRI genau so oft mangelhaft wie bei Lichtquellen mit durchschnittlichem CRI oder ohne angegebenen CRI.

Dabei ist aufgefallen, dass insbesondere die rote Farbe problematisch ist, so auch bei den Cree-LED´s. Trotz CRI 93 lässt sie Rot nicht so satt und natürlich erscheinen und verschiebt den Farbeindruck mehr ins Violette.

Das kann ich zwar in der herkömmlichen Fotografie durch Herstellung von Masken noch so korrigieren, dass es am Ende natürlich aussieht. Bei digitalen Verfahren ist mir das noch nicht gelungen, da wurde es immer unnatürlich. Vielleicht habe ich in der Dunkelkammer nur einfach mehr Geduld als vor dem Computer.

Diese Korrektur hat mit einer Änderung der Farbtemperatur nichts zu tun. Eine Fehlfarbe kann durch Änderung der Farbtemperatur nicht beseitigt werden!

Ob die MC-E die gleichen Eigenschaften aufweist wie die Q5 weiß ich nicht. Ich denke, das werden wir in den nächsten Monaten auch testen.

Es wäre schon an der Zeit, wenn der CRI so genormt wird, dass er auch das hält, was er verspricht.

[miki.kunze]

Stimmt, habe das ganze zu physikalisch betrachtet... Aber da das mit den drei Grundfarben so ist, so müsste doch eine RGB-LED die besten Ergebnisse liefern. Wenn man jetzt wüsste auf welche Wellenlänge der Chip der DSLR reagiert, dann wäre das doch Perfekt.
Aber die analoge SW-Fotgrafie müsste dann trotzdem eine Ausnahme darstellen, oder... mit einem guten CRI müssten die Bilder dann ausgewogner wirken, oder?

[Sailor]

Wie weit die (fehlerhafte) Darstellung der Farben auf die Graustufen eines Schwarzweißbildes übertragen wird kann ich nicht sagen. Das Thema werde ich für einen der nächsten Clubabende vorschlagen. In diesem Bereich bin ich nur mit "Abwedeln" (sichtbarmachen zu dunkler Bildteile) und dem Einstellen der Gradation (des Kontrastes) einigermaßen fit.

[miki.kunze]

Das Thema werde ich für einen der nächsten Clubabende vorschlagen.

Du kannst mir dann ja, wenn du magst, von den Ergebnissen bzw. Erfahrungen berichten...

Dabei ist aufgefallen, dass insbesondere die rote Farbe problematisch ist, so auch bei den Cree-LED´s. Trotz CRI 93 lässt sie Rot nicht so satt und natürlich erscheinen und verschiebt den Farbeindruck mehr ins Violette.

Habe mir mal die Farbspektren von weißen HP-LEDs mal genauer angesehen und da ist mir aufgefallen, dass im Cyan/Blau- und im Rot-Bereich das Spektrum stark abnimmt. Habe aber bisher noch keine "Lückenfüller" gefunden... bis jetzt habe ich noch keine LED gefunden, die eine Wellenlänge von 480nm (+/- 10nm) ausstrahlt. Im roten Bereich siehts da ähnlich aus...

Vielleicht könnt ihr mir da weiter helfen?

@Sailor: Sag mal welchem Abstrahlwinkel haben den deine LEDs zum Fotografieren? Hast du verschiedene oder doch den normalen ca. 120°? Ich habe ausgrechnet, dass für ein 28mm Objekt bei einem Crop-Faktor von 1,6 (also Analog ca 50mm Objektiv) ein Abstrahlwinkel von 60° optimal wäre... mehr würde das Objektiv nicht einfangen können und weniger würde nur einen Bildausschnitt beleuchten...

[Sailor]

Ich habe die LED´s "naturbelassen". Zunächst mal weil es keine spezielle Fotoleuchte ist, sondern nur ein missbrauchter 20 cm Leuchtstab mit 3 LED´s. Da die Lichtverteilung innerhalb des Lichtkegels aber nicht gleichmäßig ist, sondern zu den Rändern bis auf 50% abnimmt, hat mich das auch nicht gestört. Das Objekt bekommt so eine fast gleichmäßige Lichtgabe und das Seitenlicht führt in bestimmten Aufnahmesituationen zu weniger harten Schlagschatten. Man hat ja nicht immer den Schirm dabei ...

Eigentlich müsste das Licht an den Rändern noch verstärkt werden: gerade bei den Objektiven der Digitalkameras nimmt die Lichtempfindlichkeit an den Rändern um 0,5 bis 1 Blendenstufen ab.

[CRI 93+ / Ra 93+]

Ich habe mal was über eine (real existierende) weiße Multi-Chip-LED gelesen, die nicht einfach 4 identische Chips drin hat, sondern neben weißen auch noch einen mit Cyan und evtl. noch einen roten --- IMHO erstaunlich, dass das nicht schon längst Standard ist, RGB-LEDs sind ja im Prinzip vom Aufbau her nichts anderes. CRI ist dann 96..98.

Ich weiß aber nicht mehr genau, welcher Hersteller das war, könnte Edison oder ROHM, aber auch ein ganz anderer gewesen sein.

[rbt]

weil es wohl nicht nachgefragt wird, den wirkungsgrad beeinträchtigt und nat teuerer ist.

kannst ja mal anregen, dass solche leds hier auch mit ins sortiment kommene

[Sailor]

Die rote LED wird den CRI nicht oder nur unwesentlich verbessern, sattes Rot spielt bei der Betrachtung des CRI keine Rolle.

Um einen möglichst hohen Farbwiedergabewert zu erreichen, müsstest Du die Spektralverteilung der Sonne UND die Enegiemenge der einzelnen Farbanteile nachbilden. Danach ist die Energiemenge der Farbanteile verschiebbar im Rahmen der des zeitlichen Ablaufs eines sichtbaren Fensters des Sonnentages an einem definierten Ort der Erde, um den zulässigen Farbtemperaturverlauf festzulegen.

Wird danach ein Wert von 100 erreicht, dann nicht von einer Glühbirne wie beim untauglichen CRI:

Die Glühbirne hat gegenüber dem Sonnenlicht u.a. einen viel zu hohen Rotanteil. Daraus folgt, dass eine Glühbirne Farben nicht natürlich darstellen kann, trotz CRI von 100, weil zumindest Rot überbetont wird. Das war wohl mit ein Grund, die satten (Grund-) Farben nicht in den CRI mit aufzunehmen.

Wenn Dein Fotoapparat zulässt, den Weißabgleich auf "Tageslicht" festzustellen, kannst Du diesen Fehler leicht feststellen.

@ miki.kunze: Die Aussage weiter oben mit der Darstellung der Hauttöne bezog sich nicht auf die Farbtemperatur sondern auf die Aussage des CRI zu den Farben. Im CRI werden die Pastelltöne von 8 Farben abgebildet, nicht das Frequenzspektrum.

Nochmal:
Beim Fotografieren, bei der Betrachtung von Bildern und Vorlagen und in der Qualitätssicherung und anderen auf eine exakte Farbdarstellung angewiesene Bereiche ist der CRI kein taugliches Kriterium, die Farbwiderqualität festzustellen. Ein Leuchtmittel mit einem hohen CRI kann ein gutes Ergebnis liefern, muss aber nicht.