Lighting Passport Pro des Herstellers Asensetek
Moderne Smartphones wie z.B. das Samsung Galaxy S8+ verfügt über die Möglichkeit den Blauanteil der Hintergrundbeleuchtung mittels Farbfilter zu reduzieren. Wie wirkungsvoll das ist, soll dieser Blogartikel basierend auf wissenschaftlichen Wirkungskurven (Melanopisches Wirkungsspektrum) zeigen.
Grundlagen zu Photorezeptoren des Menschen
Vorweg sei für den weniger versierten Leser erwähnt, dass das Auge mehrere Rezeptoren besitzt. Diese reagieren unterschiedlich auf bestimmte Wellenlängen des Lichts. Vereinfacht gesagt unterscheidet man zwischen drei versch. Zapfen (verantwortlich für Farbsehen), den Stäbchen (aufgrund hoher Anzahl ermöglichen diese das Nachtsehen) sowie sog. Ganglienzellen (ipRGC) im unteren Bereich des Auges, welche den Melatoninhaushalt und somit den Tagesrhythmus steuern.
Nachstehende Tabelle zeigt hierzu eine kleine Übersicht zur Bedeutung der einzelnen Empfindlichkeitskurven.
Bezeichnung | Höchste Empfindlichkeit bei λ | Bedeutung |
| photopic | 555 nm | Bekannt als V(λ)-Kurve. Beschreibt die Lichtempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges bei Tag (Tagsehen). Gemäß CIE gilt diese als Bewertungskurve für die klassische Lux-Messung. Verantwortlich sind hauptsächlich die drei Zapfen. |
| erythropic | 565 nm | L-Zapfen, Farbsehen für rot |
| chloropic | 535 nm | M-Zapfen, Farbsehen für grün |
| cyanopic | 420 nm | S-Zapfen, Farbsehen für blau/cyan |
| rhotopic | 507 nm | Stäbchen, durch hohe Empfindlichkeit geeignet für Nachtsehen (auch skotopisches Sehen bezeichnet) |
| melanopic | 480 nm | Anregung der melanopsinhaltigen Zellen im unteren Bereich des Augapfels. (Empfindlich verstärkt für von oben einfallendes Licht). Diese steuern maßgeblich den Melatoninhaushalt (Schlafhormon). Der Wert ist gleichzusetzen mit EML (equivalent melanopic Lux) |
Während Beleuchtungsstärkemessungen ausschließlich das Lichtspektrum gemäß der V(λ)-Kurve (photopic) anzeigen, kann mit einem Spektrometer, wie das Lighting Passport Pro des Herstellers Asensetek, jeweilig auch eine andere Bewertungskurve zugrunde gelegt werden.
Entsprechend kann zwischen photopischen, erythropischen, chloropischen, cyanopischen, rhotopischen und natürlich auch melanopischen Lux unterschieden werden.
Spannend insbesondere sind die melanopischen Luxwerte, welche direkt eine Indikation sind, wie intensiv die entsprechende Lichtquelle den Schlaf-Wach-Rhythmus (circadianen Rhythmus) des Menschen beeinflusst.
Messung der Hintergrundbeleuchtung eines Smartphones in Abhängigkeit der „Blau-Filter“-Einstellung
Für diese Messung wurde ein Samsung Galaxy S8+ mit voller Helligkeit mittels einem Lighting Passport Pro Standard gemessen. Der Sensor wurde direkt auf das Display auf eine weiße Stelle gesetzt.
Da über das Smartphone gleichzeitig auch der Sensor bedient werden musste, konnte das Display nicht gleichzeitig Eingabefeld und Lichtquelle sein. Das Problem wurde so gelöst, dass wir eine Messreihe einstellten. Es sollen 10 Messungen mit vorgegebenen Zeitabstand durchgeführt werden. Die ersten zwei Messungen konnten aufgrund der App-Umstellung nicht verwendet werden.
Die weiteren Messungen beziehen sich auf drei Einstellungen:
- Blaufilter vollständig ausgeschalten
- Blaufilter minimal aktiviert
- Blaufilter mit maximaler Einstellung
Die Messreihe läßt sich unter dieser Seite auswerten: Blau-Filter Bewertung eines Smartphones
Zusammengefaßt ergibt dies folgende Auswertung:
Parameter | 1. Blaufilter ausgeschaltet | 2. Blaufilter minimal | 3. Blaufilter maximal |
| CCT | 7924 K | 6926 K | 2655 K |
| CRI (Ra)(R1~R8) | 75 | 69 | 59 |
| Illuminance (photopic, V(λ)) | 597 lux | 589 lux | 393 lux |
| λp (Peak-Wellenlänge) | 453 nm | 453 nm | 621 nm |
| Melanopic lux (EML)* | 715.1 lux | 673.6 lux | 224.1 lux |
| Rhodopic lux* | 708.9 lux | 671.5 lux | 269 lux |
| Cyanopic lux* | 685.3 lux | 637.3 lux | 95.5 lux |
| Chloropic lux* | 623.3 lux | 601.4 lux | 318 lux |
| Erythropic lux* | 581.5 lux | 578 lux | 394.9 lux |
| Spektrum |  |  |  |
| Verhältnis melanopic/photopic | 1,198 | 1,144 | 0,570 |
*) Die Messwerte wurden basierend auf den Empfindlichkeitskurven eines 32jährigen Menschen kalkuliert. Voreinstellung
Fazit zur Blaufilter-Messung mittels melanopischem Wirkungsfaktor
Schon die Erfahrung gemacht? Wer abends noch viel sein Smartphone nutzt, wird mit einem Lichtspektrum konfrontiert, welches wach hält. Gerade für Kinder ist das nicht optimal, da so die Entwicklung des circadianen Rhythmus erschwert wird.
Entsprechend sinnvoll ist die Verwendung des integrierten Blaufilters. Weil dadurch auch die Gesamthelligkeit reduziert wird, wurde für diese Auswertung noch das Verhältnis errechnet. (siehe letzte Tabellen-Zeile).
Das Ergebnis ist eindeutig. Mit eingeschaltetem Blaufilter reduziert sich der Blauanteil absolut um knapp 70%, bzw. das Verhältnis von relevanten Wirkanteil zur Gesamthelligkeit von 1,2 auf 0,57.
Entsprechend ist diese Funktion sehr wertvoll und kann auch mit einer entsprechenden Zusatzapp automatisch aktiviert, bzw. deaktiviert werden.
Ziel dieses Artikels war es zum einen nicht nur die Wirksamkeit des Blaufilters zu ergründen, sondern auch auf die weiteren lichttechnischen Parameter der Asensetek Spektrometer hinzuweisen, bzw. auch das Verständnis für die Zusammenhänge zu vermitteln.
Mehr zum Thema finden Sie auch nachstehend oder in unserem Lichtseminar in Würzburg am 5. Juli 2018
Ergänzender Artikel und Bezugsquellen zum Thema „Verhalten der menschlichen Photorezeptoren, melanopischen Wirkungsfaktoren“:
Die Wirkung von blauem Licht
https://de.wikipedia.org/wiki/Zapfen_(Auge)
download high lighted pdf
http://www.ibpsa.org/proceedings/BS2017/BS2017_660.pdf
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166223613001975
http://standard.wellcertified.com/light/circadian-lighting-design
https://fluxometer.com/rainbow/#!id=GalaxyS5Active/6500K-GalaxyS5Active
Hallo Herr Reichelt,
sehr interessanter Artikel. Die Wirkung des Licht auf den Menschlichen Biorythmus wird leider immer noch zu nachlässig behandelt. Haben Sie diese Messungen zufällig auch an einem Apple-Produkt durchführen können? Apple bietet schon seid längerem einen so genannten „Night Shift (Nachtmodus)“ in dem das „umstellten“ automatisch erfolgt.
Hallo Herr Zirn, hab von diesem Modus schon gehört. Vermute eine ähnliche Technologie. Leider war noch keine Zeit hier Messungen durchzuführen, und auch kein Gerät zur Verfügung. Falls sich das ergibt, so finden Sie dann sicherlich in unserem Blog beschrieben. DAnke für die Anregung.