Autor Thema: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?  (Gelesen 2818 mal)

wilfried48

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #45 am: Oktober 08, 2020, 21:41:12 Nachmittag »
Hallo Hubert,

warum sehe ich dann mit dem Spektrometer bei einem LCD Bildschirm bei der Farbe weiss nicht RGB sondern genau das Spektrum der Hintergrundbeleuchtung mit blaugrün Lücke. Bei einem älteren LCD Laptop sieht man sogar noch diskrete Linien damaligen Gasentladungs
Hintergrundbeleuchtung.

viele Grüsse
Wilfried
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Lupus

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #46 am: Oktober 09, 2020, 01:10:15 Vormittag »
Hallo Wilfried,

Zitat
warum sehe ich dann mit dem Spektrometer bei einem LCD Bildschirm bei der Farbe weiss nicht RGB sondern genau das Spektrum der Hintergrundbeleuchtung mit blaugrün Lücke.
ich verstehe die Frage nicht ganz, man sieht bei weiß doch rot, grün und blau? Wie sauber die Farben getrennt sind hängt von der jeweiligen Technik des Herstellers ab. Die weiße Hintergrundbeleuchtung durch (heutzutage) LED wird mit einem vorgelagerten RGB-Filterraster in die drei Grundfarben aufgeteilt und dann mit der darüber liegenden LC-Maske pixelweise in der Helligkeit geschaltet.
Ich habe auf die Schnelle das Raster meines PC-Bildschirms mit dem Smartphone fotografiert (Bild 1) und verschiedene Farbflächen mit einem Spektroskop aufgenommen (Bild 2). Da sieht man doch gut das Spektrum als ganzes und für einzelne Farben. Dass es bei weiß dem Spektrum einer weißen LED mit Blaugrünlücke ähnlich sieht liegt natürlich daran dass diese Ausgangspunkt der Beleuchtung ist.

Hubert

reblaus

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #47 am: Oktober 09, 2020, 10:31:10 Vormittag »
Hallo Hubert -

Vielen Dank für Deine Mühe mit den Klarstellungen, die mir vieles bisher Unbekanntes oder falsch Begriffenes klargemacht haben.
Trotzdem habe ich eine dumme Frage:
Wenn ich mit meinem Taschenspektrometer das Halogenspektrum fotografiere, dann sollte doch auf dem Kameradisplay bzw. auf dem Foto trotzdem eine Blaugrünlücke erscheinen, weil die Hintergrundbeleuchtung der Kamera oder des Monitors diese mitbringt - wie ich aus der bisherigen Diskussion erst erfahren habe. Das Spektrum erscheint aber doch einigermaßen kontinuierlich:

Spektrum Cree XML


Spektrum Hal12V

Viele fragende Grüße

Rolf

P.S. Nebenfrage: Im Blaubereich (Foto1 450 nm) wird das Blau beim Fotografieren bei Überbelichtung zu pink/purpur, was ist der Grund?
« Letzte Änderung: Oktober 09, 2020, 10:32:44 Vormittag von reblaus »

wilfried48

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #48 am: Oktober 09, 2020, 11:12:11 Vormittag »
Hallo Hubert,

zeig doch mal ein direktes Spektrum von einer weissen Fläche (nicht einem Farbpixel) ohne Umweg über die Handyfotografie, dann wirst du sehen, was ich meine.

Ich meine übrgens auch schon in deiner gezeigten Fotografie des RGB Farbtripels von weiss die typische LED Hintergrundbeleuchtung
erkennen zu können. Es müssten ja alle drei Farben zu gleichen Anteilen und Wellenlängenbereichen da sein. zumindest die Rotschwäche der Hintergrundbeleuchtung kann man klar erkennen. Leider hast du weiss das RGB Spektrum nicht gezeigt.
Ich bin heute am Schülerforschungszentrum und werde mit dem Gitterspektrometer mal direkt ein Spektrum vom LCD Bildschirm aufnehmen um zu zeigen was ich meine.

viele Grüsse
Wilfried
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Lupus

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #49 am: Oktober 09, 2020, 14:46:33 Nachmittag »
Hallo Rolf,

Zitat
Wenn ich mit meinem Taschenspektrometer das Halogenspektrum fotografiere, dann sollte doch auf dem Kameradisplay bzw. auf dem Foto trotzdem eine Blaugrünlücke erscheinen, weil die Hintergrundbeleuchtung der Kamera oder des Monitors diese mitbringt - wie ich aus der bisherigen Diskussion erst erfahren habe.
das Display oder der Monitor haben immer Lücken sowohl zwischen ihrem blauen und grünen als auch zwischen ihrem grünen und roten Spektralbereich. Das gilt für einen LCD Bildschirm, der mit weißem LED Licht hinterleuchtet ist, genauso wie für einen LED bzw. OLED Bildschirm, deren Bildpixel durch rote, grüne und blaue LEDs direkt gebildet werden. Aber man sieht doch beim Betrachten des Bildschirms diese Lücken nicht sondern nur einzelne Bildpixel, die eine rote, grüne oder blaue Farbe haben, mit unterschiedlicher Intensität (wie mein erstes Bild). Ob das Blau nun breitbandig ist oder engbandig ist nicht entscheidend und vom Betrachter nicht erkennbar. Das Auge erhält pro betrachteten Bildpixel lediglich ein integrales Signal, das die zugehörigen Zapfen des Auges proportional seiner Intensität und der spektralen Überlappung mit der Zapfenempfindlichkeit anregt. Durch die unterschiedlich starke Anregung mehrer benachbarter rot-, grün- oder blauempfindlicher Zapfen entsteht dann der subjektive Gesamfarbeindruck einer Fläche als Mischfarbe. Farblücken im Emissionsspektrum des Bildschirm werden nicht als erkennbare Information übertragen.

Im fotografierten Spektrum sind aber trotzdem aus anderem Grund Intensitätseinbrüche zu erkennen: Die drei Kamera-Farbsensoren sind i.d.R. nicht so abgestimmt, dass sie bei Aufnahme einer konstanten spektralen Lichtintensität wieder eine konstante Signalintensität ergeben. Das sieht man am besten wenn man ein bekanntes kontinuierliches Spektrum wie z.B. das einer Halogenlampe aufnimmt. Dann sind sowohl zwischen blau und grün als auch zwischen grün und rot und an den spektralen Bildrändern Intensitätseinbrüche zu sehen, die man nur durch nachträgliche rechnerische Kalibrierung kompensieren kann.

Hubert

Lupus

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #50 am: Oktober 09, 2020, 17:10:19 Nachmittag »
Hallo Wilfried,

wie soll ich ein Spektrum einer weißen Fläche ohne Fotografie zeigen? Meine gezeigten Spektren bilden kein Farbpixel ab sondern eine größere Teilfläche des Monitors, die ich in einem Grafikprogramm eingefärbt habe.

Zitat
Ich meine übrgens auch schon in deiner gezeigten Fotografie des RGB Farbtripels von weiss die typische LED Hintergrundbeleuchtung
erkennen zu können. 
das habe ich in #46 bereits bestätigt.

Zitat
Es müssten ja alle drei Farben zu gleichen Anteilen und Wellenlängenbereichen da sein. zumindest die Rotschwäche der Hintergrundbeleuchtung kann man klar erkennen.
wie ich bereits im Beitrag #49 erwähnt habe, wird das am Monitor sichtbare Spektrum auch durch die Empfindlichkeitsverteilung der drei Kamera-Farbsensoren bestimmt. Eine Kamera ist kein kalibriertes Messinstrument zur genauen Darstellung der Intensitätsverteilung. Die natürlich vorhandene "Rotschwäche" der Hintergrundbeleuchtung wird dadurch verstärkt. Das ist übrigens mit dem Auge nicht anders, da der rote Zapfen einen (je nach Kamera) ähnlichen Empfindlichkeitsabfall am langwelligen Ende hat. Aber das hat wiederum wenig mit der Farbwiedergabequalität des Monitors zu tun.

Zitat
Leider hast du weiss das RGB Spektrum nicht gezeigt.
Meinst Du eine Intensitätsverteilung wie in der rechten Grafik?

Hubert

Lupus

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #51 am: Oktober 10, 2020, 13:45:21 Nachmittag »
Hallo Rolf,

ich habe gesehen dass Du noch eine Frage gestellt hast
Zitat
P.S. Nebenfrage: Im Blaubereich (Foto1 450 nm) wird das Blau beim Fotografieren bei Überbelichtung zu pink/purpur, was ist der Grund? 
Ich kann da nur eine Vermutung äußern: Ich habe schon spektrale Empfindlichkeitskurven von Kamerasensoren gesehen, wo der Rotsensor im kurzwelligeren Blaubereich nochmals eine geringe Empfindlichkeit aufweist. Bei spektraler Überbelichtung, die bei der Cree LED durch den sehr hohen Blaupeak auftreten kann, würde dann aufgrund beginnender Sättigung des Blausignals ein merklicher Rotanteil dazu gemischt, und das würde natürlich violett/purpur ergeben.

In dem Zusammenhang noch eine Ergänzung zu der von mir schon angedeuteten nichtlinearen Farbdarstellung des Kamerasensors: Bei Deinem Halogenspektrum fehlt sowohl die Farbe cyan zwischen blau und grün und gelb zwischen grün und rot (bzw. ist nur minimal schmal angedeutet), wenn man die Lampe visuell mit dem Spektroskop betrachtet ist das nicht der Fall. Auch hier dürfte das Sättigungsverhalten der Kamera Ursache sein.

Die spektralen Empfindlichkeiten der drei Farbsensoren überlappen jeweils am Rand (wie natürlich auch beim Auge). Gelb entsteht dann für das Auge, wenn grün und rot fast gleich stark angeregt wird, also im schmalen Bereich genau mittig zwischen den Empfindlichkeitsmaxima zweier Farbsensoren und damit im Bereich stark abfallender Empfindlichkeit an den Flanken der jeweiligen Kennlinienkurven.

Wenn man eher unterbelichtet wie am schwach ausgeleuchteten Spektroskop dominieren die Empfindlichkeitsmaxima der drei Farbsensoren und werden von der Kameraelektronik - wahrscheinlich bei der nicht so hochwertigen Smartphonekamera ausgeprägter - überproportional verstärkt. Der Übergangsbereich mit gleicher Anregung benachbarter Farbsensoren erhält einen steileren Kennlinienverlauf und wird daher sehr schmal in der Ausdehnung oder sogar unterdrückt.

Wenn man eher überbelichtet gehen die Kennlinienmaxima in Sättigung und die Flanken werden angehoben und der Kurvenverlauf flacher, der Überschneidungsbereich also breiter und damit auch z.B. der gelb sichtbare Bereich. Damit kein Missverständnis entsteht: Der Bildbereich ist nicht gelber ausgeleuchtet, aber die Bildfläche die etwa gleiche Intensität der angeregten Grundfarbensensoren für grün und rot aufweist wird breiter.

Das kann man am folgenden Bild erkennen, ich habe eine Halogenlampe mit höherer Intensität aufgenommen und dabei die Intensität durch asymmetrische Ausleuchtung über die Spalthöhe verändert. Man sieht bei hoher Beleuchtungsintensität einen breiten gelben und auch einen cyanfarbigen Bereich. Aufnahme mit Smartphone und 7 € Kartonspektroskop.

Der Effekt tritt nur am Spektroskop so ausgeprägt auf, nicht wenn ich eine gelbe Farbfläche fotografiere. In der Natur entsteht die gelbe Farbe durch spektral breitbandiges gleich starkes grünes und rotes Reflexions-/Absorptionspektrum des Objektes, ist also unempfindlich gegenüber den beschriebenen Sättigungseffekten. Dagegen ist gelb in der Physik ein engbandiger Spektralbereich des Lichtes.

Hubert
« Letzte Änderung: Oktober 10, 2020, 13:56:37 Nachmittag von Lupus »

reblaus

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #52 am: Oktober 10, 2020, 14:05:38 Nachmittag »
Hallo Hubert -

das habe ich jetzt begriffen - vielen Dank für deine Mühe! Ich habe mich auch schon früher gewundert, dass man bei all diesen sich überlagernden Effekten und Farblücken überhaupt solch tolle Fotos herstellen kann - zumal, wenn man sie auch noch ausdruckt. Aber bei Farbabzügen war das früher schließlich nicht weniger verwunderlich ...
     Das Spektrum wurde übrigens mit einer EOS 5D Mk2 oder R fotografiert und ich habe beim Wühlen im Internet die Klage eines Fotografen gefunden, der sich bei der EOS R über diese Farbverfälschung bei seinen Fotos in eine "Bar" o.ä. (dunkel - also die farbigen Leuchtröhren überbelichtet) beklagt hat.

Viele Grüße

Rolf

wilfried48

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #53 am: Oktober 10, 2020, 14:11:06 Nachmittag »
.....
Ich bin heute am Schülerforschungszentrum und werde mit dem Gitterspektrometer mal direkt ein Spektrum vom LCD Bildschirm aufnehmen um zu zeigen was ich meine.

viele Grüsse
Wilfried

Hallo,
gestern hat es zeitlich leider nicht mehr gereicht. Ich werde es gelegentlich nachholen und ein neues Thema zu der Frage "Farbqualität"
von Bildschirmen eröffnen.
Oder vielleicht kann ein Moderator die Diskussion hierüber abtrennen, denn mit dem obigen Thema hat es ja nicht mehr viel zu tun.

viele Grüsse
Wilfried
vorzugsweise per Du

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mhaardt

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #54 am: Oktober 10, 2020, 21:42:45 Nachmittag »
Kamerasensoren mit Bayermaske haben prinzipbedingt keine Möglichkeit, monochromatisches Licht korrekt zu erfassen.  Normale farbige LEDs sind fast monochromatisch und wenn man sie mit einer DSLR fotografiert, kommen da selten korrekte Bilder bei heraus.

Man bekommt den Effekt aber nur selten zu sehen, weil man im Alltag normalerweise kein monochromatisches Licht hat.

Michael

Masterdark

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #55 am: Oktober 19, 2020, 11:53:33 Vormittag »
Hallo zusammen,

zunächst danke für zahlreichen, weiterführenden Informationen bzgl. der LED Beleuchtung.

Da für kleines Geld zu bekommen, habe ich aus Interesse ein Handspektroskop (Pappversion) besorgt.
Mit diesem habe ich das Spektrum der CREE XM-L2 U4 betrachtet und durch das Okular mit dem Handy fotografiert.
Gleiches mit der Zeiss Halogen 100 Beleuchtung.

Wie in den Verläufen der Spektren zu erkennen, ist der von der Halogenbeleuchtung deutlich homogener/gleichmäßiger.

Außerdem habe ich eine COB LED mit "scheinbar" recht großer Leuchtfläche besorgt. Bei kleiner Vergrößerung (5x Obj.) und
ohne Kondensor, wird das gesamte Bildfeld sehr schön homogen ausgeleuchtet. Mit 10x Obj. und Kondensor zeigen sich aber
im Bildfeld sehr unschöne blau/gelbe Ringe um die einzelnen LED's herum, so dass diese LED-Art eher ungeeignet ist.

Werde zunächst bei meiner Halogen-Beleuchtung bleiben, sie leuchtet das Bildfeld komplett aus und zeigt für mein Empfinden
gegenüber den LED's die angenehmeren Farben insbesondere was rot angeht.


Grüße,
Dirk


Mikroman

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #56 am: Oktober 19, 2020, 12:05:39 Nachmittag »
Hallo Dirk,

das Phänomen der blaugelben Ringen bei COB-LEDs kenne ich auch. Wenn die Einzel-Leds nicht zu weit auseinander liegen, kann ein Mattierungsfilter bei der Homogenisierung helfen. Ersatzweise tut es auch Magic Tape von 3M, mit dem man z.B. die untere Kollektorlinse beklebt. Mitunter verbessert sich dadurch auch der Kontrast.

Gruß
Peter
Zu sehr auf sich selbst zu beharren,
ist ein unvernünftiges Vergeuden der Weltsubstanz (Juarroz, 9. Vertikale Poesie,1)

reblaus

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #57 am: Oktober 19, 2020, 13:05:05 Nachmittag »
Hallo Dirk -

Deine Spektrumaufnahmen illustrieren nochmals deutlich die Fotoproblematik, die Hubert et al. weiter oben ausführlich dikutiert haben. Bei Deinem Spektrum mit Handy fotografiert ist die Blaugrün-Lücke der Cree XM-L kaum sichtbar, bei meinem Foto (Canon EOS) weiter oben im thread hingegen sehr ausgeprägt.

Viele Grüße

Rolf

Masterdark

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #58 am: Oktober 19, 2020, 14:06:56 Nachmittag »
Hallo Rolf,

das Abfotografiern von Farben oder gar Farbverläufen ist sicher sehr problematisch.

Aber ich war erstaunt, dass die Bilder gar nicht so weit vom direkten Einblick entfernt waren.
Mein Spektrum zur Cree LED zeigt bei ca. 450nm eine recht hohe Intensität. Würde man diese
etwas absenken, werden die Lücken sicher deutlicher und analog zu deinen Bildern erscheinen.

Grüße,
Dirk

Lupus

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Re: Zeiss Lampenhaus auf LED für Auflicht und Floureszenz umrüsten ?
« Antwort #59 am: Oktober 19, 2020, 15:18:32 Nachmittag »
Hallo,

man muss doch nur die bekannten, gemessenen Intensitätsverteilungen direkt vergleichen um die Blaugrünlücke und den starken Rotmangel der LED zu erkennen.

Hubert