Abstrahlwinkel beim Rotlichtpanel: was 30 oder 60 Grad bedeuten
Der Abstrahlwinkel eines Rotlichtpanels ist der Winkel, in dem eine LED ihr Licht aussendet, und diese Zahl bestimmt, ob es gebündelt oder gestreut auf deiner Haut ankommt. Eine LED mit 30 Grad bündelt die Leistung auf eine kleine Fläche und liefert aus der Nähe also eine hohe Intensität, eine LED mit 60 oder 120 Grad verteilt dieselbe Leistung auf eine viel größere Fläche. Es kommt kein Licht dazu, es wird nur anders verteilt. Wer den Winkel kennt, weiß auch, in welchem Abstand ein Körperteil innerhalb der beleuchteten Fläche liegt.
Unten steht, was der Abstrahlwinkel misst, wie du selbst ausrechnest, wie breit der Lichtfleck in deinem Abstand wird, und warum die bestrahlte Fläche schneller wächst als die Breite. Danach folgt, warum ein Panel anders wirkt als eine einzelne LED, was Linsen daran ändern, und eine Schrittfolge mit drei durchgerechneten Tabellen.
Was der Abstrahlwinkel genau ist
Der Abstrahlwinkel, auch Bündelwinkel oder Beam Angle genannt, ist eine Vereinbarung darüber, wo du den Rand eines Lichtbündels ziehst. Eine LED strahlt nicht mit scharfem Rand: Die Intensität ist geradeaus am höchsten und fällt zur Seite hin allmählich ab. Die Grenze liegt dort, wo die Intensität auf die Hälfte des Spitzenwerts in der Mitte gesunken ist.
Der Abstrahlwinkel ist der volle Winkel zwischen diesen beiden Halbwertspunkten, daher der Name Halbwertswinkel. Steht dort 60 Grad, ist die Intensität bei 30 Grad nach links und nach rechts noch genau die Hälfte dessen, was du direkt vor der LED misst. Außerhalb dieses Kegels hört das Licht nicht auf, es nimmt nur weiter ab, die Fläche, die du leuchten siehst, ist also größer als das, was die Formel ergibt.
Der Abstrahlwinkel sagt nichts über die Wellenlänge und nichts über die Gesamtleistung. Zwei LEDs mit 660 nm, eine mit 30 und eine mit 120 Grad, geben gleich viel optische Leistung ab.
Der Tausch zwischen Intensität und Abdeckung
Der Kern passt in einen Satz: Der Winkel verteilt Licht, er erzeugt es nicht. Ein schmalerer Winkel konzentriert dieselbe optische Leistung auf eine kleinere Fläche, also höhere Intensität, aber weniger Abdeckung, und ein breiterer Winkel macht das Gegenteil.
Damit ist der Winkel eine Designentscheidung und kein Qualitätsmerkmal. Für ein Gesicht oder ein Knie funktioniert schmal, für einen ganzen Rücken oder zwei Personen gleichzeitig ist breit logischer. Wie du die Zahlen in mW/cm2 liest, steht im Artikel über die Strahlungsintensität bei Rotlichtpanels. Beachte aber, dass ein Heizpanel gar keinen Abstrahlwinkel hat; den Unterschied zwischen diesen beiden Panelarten findest du in Infrarotpanel oder Rotlichtpanel.
Der Abstrahlwinkel fügt kein Licht hinzu, er bestimmt nur, auf wie viel Haut dasselbe Licht verteilt wird.
Selbst nachrechnen, wie breit der Fleck wird
Du brauchst kein Messgerät, ein rechtwinkliges Dreieck reicht:
Durchmesser des Lichtflecks = 2 mal Abstand mal Tangens des halben Abstrahlwinkels
Bei 30 Grad ist tan(15 Grad) etwa 0,268, bei 60 Grad tan(30 Grad) etwa 0,577, bei 90 Grad tan(45 Grad) genau 1,0 und bei 120 Grad tan(60 Grad) etwa 1,732. In 30 cm Abstand von einer LED mit 60 Grad ist der Fleck also 2 mal 30 mal 0,577 = 34,6 cm. Bei 30 Grad werden daraus 2 mal 30 mal 0,268 = 16,1 cm und bei 120 Grad 2 mal 30 mal 1,732 = 103,9 cm. Von 16 auf 104 cm, nur durch den Winkel.
Tabelle 1: Fleckdurchmesser in cm
| Abstrahlwinkel | 10 cm | 20 cm | 30 cm | 40 cm | 60 cm |
|---|---|---|---|---|---|
| 30 Grad | 5,4 cm | 10,7 cm | 16,1 cm | 21,4 cm | 32,2 cm |
| 60 Grad | 11,5 cm | 23,1 cm | 34,6 cm | 46,2 cm | 69,3 cm |
| 90 Grad | 20,0 cm | 40,0 cm | 60,0 cm | 80,0 cm | 120,0 cm |
| 120 Grad | 34,6 cm | 69,3 cm | 103,9 cm | 138,6 cm | 207,8 cm |
Das sind Rechenbeispiele mit der Formel für eine einzelne LED, keine Produktspezifikationen. Der tatsächliche Fleck eines Panels weicht davon ab.
Der Fleck wächst direkt proportional zum Abstand: doppelt so weit ist doppelt so breit. Um Abstand und Sitzungsdauer geht es im Artikel wie weit und wie lange.
Die Fläche wächst schneller als die Breite
Hier täuscht die Intuition. Die Breite wächst linear, die Fläche nicht: Sie wächst mit dem Quadrat des Durchmessers, ein doppelt so breiter Fleck hat also die vierfache Fläche. Derselbe Lichtstrom fällt auf viermal so viel Haut, und die Intensität pro Quadratzentimeter sinkt auf ein Viertel.
Von 60 auf 120 Grad wird der Fleck dreimal so breit (1,732 geteilt durch 0,577 ist etwa 3,0) und neunmal so groß in der Fläche, die Intensität sinkt also auf grob ein Neuntel. Von 60 auf 30 Grad ergibt einen Durchmesser von 0,46, eine Fläche von 0,22 und eine Intensität von grob dem 4,6fachen.
Tabelle 2: Fläche und Intensität bei festem Abstand
| Abstrahlwinkel | tan(halber Winkel) | Relativer Durchmesser | Relative Fläche | Relative Intensität |
|---|---|---|---|---|
| 30 Grad | 0,268 | 0,46 | 0,22 | 4,6 |
| 60 Grad (Referenz) | 0,577 | 1,00 | 1,00 | 1,0 |
| 90 Grad | 1,000 | 1,73 | 3,00 | 0,33 |
| 120 Grad | 1,732 | 3,00 | 9,00 | 0,11 |
Auch das sind Rechenbeispiele bei gleichem Abstand und gleicher optischer Leistung, keine Produktspezifikationen. Die Verteilung innerhalb des Kegels ist nicht völlig gleichmäßig.
Diese quadratische Regel ist unabhängig vom Abstandsgesetz, das besagt, dass die Intensität auch mit dem Quadrat des Abstands abnimmt. Beide Effekte wirken gleichzeitig.
Ein Panel ist keine einzelne LED
Alles oben gilt für eine einzelne LED. Ein Panel ist ein Raster aus Dutzenden bis Hunderten LEDs, deren Kegel sich überlappen. Direkt vor einem großen Panel zählt an jedem Punkt deiner Haut der Beitrag von Dutzenden Nachbarn mit, du bekommst also die Summe all dieser Kegel.
Die Abdeckung nahe an einem großen Panel ist dadurch gleichmäßiger, als der Winkel einer einzelnen LED vermuten lässt. An den Rändern fällt die Intensität ab, weil sich dort weniger Kegel überlappen. Weiter weg verhält sich das Panel eher wie eine einzelne Quelle, und dann bestimmt der Winkel der einzelnen LEDs sehr wohl die Größe der Fläche.
Wie Raster, Treiber und Kühlung zusammenarbeiten, steht in was in einem Rotlichtpanel steckt. LED Typen können außerdem unterschiedliche Bündelwinkel haben; siehe sieben Wellenlängen in einem Rotlichtpanel.
Warum ein schmaler Winkel in den Spezifikationen gut aussieht
Wer eine beeindruckende Zahl in mW/cm2 veröffentlichen will, hat einen einfachen Hebel: LEDs mit schmalerem Abstrahlwinkel wählen. Ohne ein einziges Watt mehr verdoppelt oder vervierfacht sich die Spitzenintensität, weil dasselbe Licht auf weniger Fläche fällt.
Was du dafür aufgibst, steht selten in derselben Broschüre: Die beleuchtete Fläche wird kleiner, und du musst weiter weg, um einen ganzen Körperteil in den Kegel zu bekommen, womit der Gewinn größtenteils verschwindet. Eine Intensitätsangabe ohne Abstand und ohne Winkel ist also bedeutungslos. Die Kriterien zum Vergleichen von Panels stehen in der Checkliste mit zehn Spezifikationen.
- Spitzenwert ohne Abstand. In 5 cm erreicht fast jedes Panel eine hohe Zahl.
- Spitzenwert ohne Fleckgröße. Ein Wert, der nur in einem Kreis von zehn Zentimetern gilt, ist für einen Rücken nutzlos.
- Fehlender Winkel. Ohne Abstrahlwinkel kannst du eine Intensitätsangabe nicht einordnen.
- Linse oder LED. Sitzt eine Optik darauf, zählt der Winkel der Linse.
- Ränder mitrechnen. Die äußeren Zentimeter liefern weniger als die Mitte.
- Wellenlängen addieren. Eine Gesamtzahl über alle Wellenlängen sagt wenig über eine einzelne.
Linsen und Reflektorkappen
Nicht jede LED strahlt mit ihrem eigenen Werkswinkel ab. Viele Panels haben eine sekundäre Optik: kleine Linsen oder Reflektorkappen, die das Licht brechen oder spiegeln. Damit kann der effektive Winkel deutlich von der nackten LED abweichen.
Die Grundregel lautet, dass die Linse Vorrang vor der LED hat: Sitzt eine Linse mit 30 Grad auf einer LED, die von sich aus mit 120 Grad strahlt, verlässt ein Bündel von etwa 30 Grad das Panel. Verbreitern geht nur bis zu einem gewissen Grad, und Optik ist nicht umsonst. Frag also nach dem effektiven Winkel nach der Optik, nicht nach dem Datenblatt der einzelnen LED.
Was wir über die Luxyor Panels veröffentlichen und was nicht
Der gemessene Abstrahlwinkel der LEDs in den Luxyor Panels steht nicht in den veröffentlichten Spezifikationen. Wir nennen deshalb keine Zahl für die Lumi 110 oder die Lumi 700: Einen Wert zu nennen, der nicht gemessen und nicht veröffentlicht ist, erzeugt eine Scheinsicherheit. Willst du ihn trotzdem wissen, frag beim Kundenservice nach.
Dokumentiert sind Maße, Gewicht und Wellenlängen. Die Lumi 110 misst 31 mal 22 mal 6 cm und wiegt 2,5 kg, die Lumi 700 misst 91 mal 30 mal 6 cm und wiegt 8,5 kg. Beide arbeiten mit 630 und 660 nm Rot, 810 bis 940 nm nahem Infrarot und 480 nm Blau. Siehe die Lumi 110 technisch erklärt und die Lumi 700 technisch erklärt.
Welcher Winkel zu welcher Nutzung passt
Was du brauchst, hängt von der Fläche ab, die du beleuchten willst, und vom Abstand, in dem du sitzt. Die Tabelle ordnet vier Situationen einer Fleckgröße und einem Winkel zu.
Tabelle 3: Winkel je Situation
| Situation | Gewünschter Fleckdurchmesser | Üblicher Abstand | Passender Winkel | Folge für die Sitzungsdauer |
|---|---|---|---|---|
| Gesicht | ca. 25 cm | 20 bis 30 cm | 60 Grad | Kurz, die Intensität aus der Nähe ist hoch |
| Schulter oder Knie | ca. 30 cm | 25 bis 30 cm | 60 Grad | Kurz bis mittel, kleine Fläche |
| Ganzer Rücken | ca. 60 cm | 30 bis 40 cm | 90 Grad | Länger, die Intensität pro cm2 ist niedriger |
| Zwei Personen nebeneinander | ca. 120 cm | 40 bis 60 cm | 120 Grad | Deutlich länger, oder näher heran |
Das sind Rechenbeispiele auf Basis von Tabelle 1, keine Produktspezifikationen. Sie gehen von einer einzelnen Quelle aus, während ein Panel mit überlappenden Kegeln günstiger abschneidet.
Die Winkel sind keine Vorschrift: Eine große Fläche geht auch mit schmalen LEDs, wenn du weiter weg gehst, aber dann gibst du Intensität auf. Für die Wahl zwischen klein und groß ist der Artikel über ein kleines Panel oder ein Ganzkörperpanel ein guter Ausgangspunkt.
Selbst bestimmen, welcher Winkel und Abstand zu dir passen
- Leg Körperteil und gewünschte Fläche festMiss grob, wie breit das ist, was du beleuchten willst: ein Gesicht grob 20 bis 25 cm, eine Schulter oder ein Knie 25 bis 30 cm, ein Rücken schnell 50 bis 60 cm.
- Such den Abstrahlwinkel heraus oder frag nachSteht kein Winkel in Grad in den Spezifikationen, frag beim Kundenservice nach, und frag dazu, ob es um die nackte LED geht oder um den Winkel nach der Optik.
- Rechne den Fleckdurchmesser für deinen üblichen Abstand ausMultipliziere deinen Abstand mit 0,536 bei 30 Grad, 1,155 bei 60 Grad, 2,0 bei 90 Grad oder 3,464 bei 120 Grad. Prüf dein Ergebnis mit Tabelle 1.
- Prüf, ob dein Körperteil innerhalb der Fläche liegtSchalte das Panel ein, setz dich in den berechneten Abstand und schau, wo der helle Bereich aufhört. Liegt alles darin, stimmt dein Abstand.
- Passe den Abstand an und halte ihn festIst die Fläche zu klein, geh weiter weg; fällt viel Licht neben deinen Körper, komm näher. Notier dir danach den Abstand in Zentimetern.
- Halte die Sitzungsdauer konstantStehen Abstand und Winkel fest, steht auch die Intensität fest. Wähle eine Sitzungsdauer und bleib dabei; änderst du den Abstand, passe die Dauer an.
Zwei Panels, zwei Arten der Nutzung
Der Unterschied zwischen einem kompakten und einem großen Panel ist derselbe, den der Winkel macht: gezielt auf eine kleine Fläche gegenüber großzügig auf eine große Fläche. Siehe Lumi 110 oder Lumi 700.
- 31 mal 22 mal 6 cm und 2,5 kg, kompakt und für die gezielte Nutzung gedacht
- 630 und 660 nm Rot, 810 bis 940 nm nahes Infrarot und 480 nm Blau
- 60 Tage Rückgaberecht und 2 Jahre Garantie
- 91 mal 30 mal 6 cm und 8,5 kg, für eine große Fläche auf einmal
- 630 und 660 nm Rot, 810 bis 940 nm nahes Infrarot, 480 nm Blau
- 60 Tage Rückgaberecht und 2 Jahre Garantie
Bei der Lumi 110 ist die kleine Fläche ein Vorteil: nah, kurz, leicht umzustellen. Bei der Lumi 700 geht es um die Höhe von 91 cm, durch die ein großer Teil des Rumpfs auf einmal in der Fläche liegt. Eine Übersicht findest du bei den Rotlichtpanels von Luxyor, und wer zum ersten Mal sucht, beginnt mit dem Ratgeber zum Kauf eines Rotlichtpanels.
Zum Schluss
Der Abstrahlwinkel ist eine Verteilungszahl und nicht mehr: Er bestimmt, auf wie viel Haut das Licht verteilt wird, fügt der Leistung der LEDs aber nichts hinzu. Schmal ergibt eine hohe Intensität auf kleiner Fläche, breit das Gegenteil, und die Fläche ändert sich mit dem Quadrat der Breite.
Bei einem echten Panel fällt es günstiger aus, als die Rechnung für eine einzelne LED nahelegt, weil sich Hunderte Kegel überlappen. Aus der Nähe ist die Abdeckung gleichmäßig, an den Rändern fällt die Intensität ab, und weiter weg spielt der Winkel der einzelnen LEDs mit. Auch eine stabile Ansteuerung zählt, darüber geht es im Artikel über ein flimmerfreies Rotlichtpanel.
Für die Luxyor Panels veröffentlichen wir keinen Abstrahlwinkel, weil dieser Wert nicht in den veröffentlichten Spezifikationen steht. Wir nennen lieber keine Zahl als eine, die nicht gemessen ist; wer sie braucht, fragt beim Kundenservice nach. Wähle deinen Abstand nach der Fläche, die du beleuchten willst, halte ihn fest und bleib bei einer konstanten Sitzungsdauer.
Häufige Fragen
Was bedeutet der Abstrahlwinkel eines Rotlichtpanels?
Der Abstrahlwinkel ist der volle Winkel, innerhalb dessen die Intensität auf die Hälfte des Spitzenwerts in der Mitte gefallen ist, auch Halbwertswinkel genannt. Bei 60 Grad ist die Intensität bei 30 Grad nach links und rechts noch genau die Hälfte. Außerhalb dieses Kegels hört das Licht nicht auf, es nimmt nur weiter ab.
Sind 30 Grad besser als 60 oder 120 Grad?
Nein, das ist eine Designentscheidung und kein Qualitätsmerkmal. Ein schmalerer Winkel bündelt dieselbe optische Leistung auf eine kleinere Fläche, also höhere Intensität, aber weniger Abdeckung. Ein breiterer Winkel macht das Gegenteil. Es kommt kein Licht dazu, es wird nur anders verteilt.
Wie berechne ich, wie breit der Lichtfleck wird?
Nutze: Durchmesser ist 2 mal Abstand mal Tangens des halben Abstrahlwinkels. Multipliziere deinen Abstand mit 0,536 bei 30 Grad, mit 1,155 bei 60 Grad, mit 2,0 bei 90 Grad oder mit 3,464 bei 120 Grad. In 30 cm Abstand ergeben 60 Grad also etwa 34,6 cm.
Warum sinkt die Intensität bei einem breiteren Winkel so stark?
Weil die Fläche des Flecks mit dem Quadrat des Durchmessers wächst. Wird der Fleck doppelt so breit, verteilt sich derselbe Lichtstrom auf etwa die vierfache Fläche. Von 60 auf 120 Grad wird der Fleck dreimal so breit und damit neunmal so groß in der Fläche.
Gilt die Rechnung auch für ein komplettes Panel?
Nicht eins zu eins. Ein Panel ist ein Raster aus Dutzenden bis Hunderten LEDs, deren Kegel sich überlappen, sodass die Abdeckung aus der Nähe gleichmäßiger ist, als die Rechnung für eine einzelne LED vermuten lässt. An den Rändern fällt die Intensität ab, weil sich dort weniger Kegel überlappen.
Welchen Abstrahlwinkel haben die Luxyor Panels?
Dieser Wert steht nicht in den veröffentlichten Spezifikationen, deshalb nennen wir keine Zahl. Einen nicht gemessenen und nicht veröffentlichten Wert zu nennen, würde eine Scheinsicherheit erzeugen. Wenn du ihn wissen möchtest, frag beim Kundenservice nach und frag dazu, ob es um die nackte LED geht oder um den Winkel nach der Optik.
Kann eine Linse den Winkel der LED verändern?
Ja. Linsen und Reflektorkappen verteilen das Licht neu, und der Winkel der Linse hat Vorrang vor dem der LED. Sitzt eine Linse mit 30 Grad auf einer LED, die von sich aus mit 120 Grad abstrahlt, verlässt ein Bündel von etwa 30 Grad das Panel. Verbreitern kann eine Linse nur bis zu einem gewissen Grad.
Welcher Winkel passt zum Gesicht und welcher zum Rücken?
Für ein Gesicht oder ein Knie reicht ein Fleck von 25 bis 30 cm, was in 20 bis 30 cm Abstand mit etwa 60 Grad gelingt. Für einen ganzen Rücken brauchst du rund 60 cm, was in 30 bis 40 cm Abstand eher 90 Grad verlangt. Bei einem breiteren Winkel liegt die Intensität pro Quadratzentimeter niedriger, die Sitzung wird also länger.
