Forscher konnten zeigen, dass Lichtquellen für Menschen dann am hellsten wirken, wenn sie Lichtblitze bestimmter Dauer aussenden. Würde man Beleuchtungslösungen entsprechend einstellen, könnten sie ein optimales Helligkeitsempfinden bei vergleichsweise geringem Verbrauch erzielen.
Unsichtbares Flackern
Macknik und sein Team haben sich eingehend damit befasst, wie hell kurze Lichtblitze für das Auge wirken. Dabei haben die Forscher festgestellt, dass die gängige Annahme, Lichtimpulse von mehr als 100 Millisekunden (ms) Dauer würden gleichbleibendes Kontrast- und Helligkeitsempfinden bedeuten, falsch ist. Stattdessen gilt der Broca-Sulzer-Effekt: Es gibt eine Blitzlänge, die für Menschen am hellsten wirkt, noch längere Impulse verlieren wieder an Kontrast. Die Experimente haben ergeben, dass für einen einzelnen Lichtblitz die optimale Dauer etwa 67 ms beträgt.
Dazu kommt, dass eine eigentlich flackernde Lichtquelle für den Menschen kontinuierlich wirkt, wenn zwischen den einzelnen Lichtblitzen nur wenige Millisekunden vergehen. Das Team konnte zeigen, dass auch bei einer derart flackernden Quelle Lichtimpulse von 67 ms zu einem für das menschliche Auge optimalen Helligkeitsempfinden führen – es gibt also wahrnehmungspsychologisch gesehen ein optimales Flackern, eine ideale zeitliche Modulation einer Lichtquelle.
Großes Potenzial
Heute gängige Lichtquellen entsprechen aber nicht dem theoretischen Optimum. Wechselstrom-Lichtquellen wie normale Lampen oder Bildschirme flackern abhängig von der Netzspannung mir deutlich kürzeren Lichtimpulsen von bis zu 17 ms, wodurch die wahrgenommen Kontraste um mindestens 30 Prozent schlechter ausfallen als bei optimiertem Flimmern. Spezielle Gleichstrom-Lösungen wiederum geben kontinuierlich Licht ab, was ebenfalls nicht optimal ist. Würde man durch eine geeignete Bauweise für das richtige Flackern sorgen, wäre das Helligkeitsempfinden sogar besser – bei geringerem Stromverbrauch.
„Man könnte Beleuchtungssysteme optimal auf die zeitliche Dynamik des menschlichen Sehens einstellen, indem man sie mit rund 13 Hertz bei 87 Prozent Arbeitsphase flackern lässt, ohne Verschlechterung in der Wahrnehmung und mit signifikanter Energieersparnis“, so die Forscher in ihrer Arbeit. Offen bleibt allerdings, wie schwer die technische Umsetzung dieser Idee wäre. Doch sind Macknick und sein Team vom potenziellen Wert des Ansatzes überzeugt: Allein die USA könnten demnach jedes Jahr Milliarden Dollar an Stromkosten sparen.