Flicker, PstLM, and SVM

Was ist Flimmern (Flicker)?

Flimmern bezeichnet zeitliche Schwankungen der Leuchtdichte – also schnelle Änderungen der Lichtintensität oder Helligkeit, wodurch das Licht als schwankend oder pulsierend wahrgenommen wird.

Flimmerfrequenz

Die menschliche Reaktion auf Flimmern hängt von der Frequenz ab, die in Hertz (Hz) gemessen wird und angibt, wie oft eine Lichtquelle pro Sekunde ein- und ausgeschaltet wird oder ihre Intensität verändert. 1 Hz entspricht einem Zyklus bzw. einem Flimmern pro Sekunde. Mit zunehmender Frequenz werden die Helligkeitsschwankungen zwischen Minimal- und Maximalwerten für das Auge immer weniger wahrnehmbar.

🔹 3–70 Hz: Flimmern ist deutlich sichtbar

🔹 Bis etwa 100 Hz: Flimmern ist für die meisten wahrnehmbar, abhängig von den Lichtbedingungen

🔹 100–200 Hz: Flimmern ist weniger wahrnehmbar, kann jedoch unbewusst registriert werden

🔹 Über 200 Hz: Flimmern ist für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar

Wie misst man Flimmern?

Zwei gängige Methoden zur Messung von Flimmern sind der Flimmeranteil (Modulationsgrad %) und der Flimmerindex (Flicker Index).

Flimmeranteil

Der Flimmeranteil (Percent Flicker) misst das Ausmaß des wahrnehmbaren Flimmerns. Er wird berechnet, indem die Differenz zwischen maximaler und minimaler Lichtleistung innerhalb eines Zyklus durch die Summe beider Werte geteilt und anschließend als Prozentwert angegeben wird.

Formel:
Flimmeranteil (Flicker %) = 100 × (A − B) / (A + B)

A = Maximalwert

B = Minimalwert
0 % = kein Flimmern; 100 % = maximales Flimmern

IEEE 1789 ist der am weitesten verbreitete Standard zur Regulierung von Flimmern bei LEDs.

Empfohlene Praxis 1 (RP1):

🔹 Unter 90 Hz: Modulationsgrad (%) < 0,025 × Frequenz

🔹 90 bis 1.250 Hz: Modulationsgrad (%) < 0,08 × Frequenz

🔹 Über 1.250 Hz: Keine Einschränkung der Modulation (%)

Empfohlene Praxis 2 (RP2 – für NOEL):

🔹 Unter 90 Hz: Modulationsgrad (%) < 0,01 × Frequenz

🔹 90 bis 3.000 Hz: Modulationsgrad (%) < 0,0333 × Frequenz

🔹 Über 3.000 Hz: Keine Einschränkung der Modulation (%)

Die meisten LED-Leuchten flimmern mit der doppelten Netzfrequenz ( 50 Hz in Europa, 60 Hz in den USA und Kanada), was zu den folgenden typischen Flimmerwerten führt:

50 Hz Netzfrequenz (100 Hz Flimmern):

🔹 RP1 (Gut): Maximale Modulation = 8,0 %

🔹 RP2 (Optimal): Maximale Modulation = 3,3 %

60 Hz Netzfrequenz (120 Hz Flimmern):

🔹 RP1 (Gut): Maximale Modulation = 9,6 %

🔹 RP2 (Optimal): Maximale Modulation = 4,0 %

Flimmerindex

Der Flimmerindex wird berechnet, indem zunächst die mittlere Lichtleistung über einen Zyklus bestimmt wird. Anschließend werden die Flächen oberhalb und unterhalb dieses Mittelwerts ermittelt. Der Flimmerindex ist das Verhältnis der Fläche oberhalb des Mittelwerts zur Gesamtfläche.

Formel:
Flimmerindex = Fläche oberhalb des Mittelwerts / (Fläche oberhalb + Fläche unterhalb des Mittelwerts)
Der Wert reicht von 0 bis 1; je niedriger der Wert, desto weniger sichtbar ist das Flimmern.

Was sind PstLM und SVM?

PstLM (Kurzzeit-Lichtmodulation)

Gilt für Flimmern im Frequenzbereich von 0–80 Hz. Ein Wert von 1,0 bedeutet, dass ein durchschnittlicher Beobachter mit einer 50-%-igen Wahrscheinlichkeit Flimmern wahrnimmt. 0 ist der Idealwert; Werte ≤ 1,0 gelten als akzeptabel.

SVM (Stroboskopische Sichtbarkeitsmessung)

Deckt den Frequenzbereich von 80–2.000 Hz ab. Ein SVM-Wert von 1,0 stellt die Wahrnehmungsschwelle für einen durchschnittlichen Beobachter dar.

🔹 Eine LED-Leuchte gilt als flimmerfrei, wenn: SVM ≤ 0,4 und PstLM ≤ 1,0