Grundlagen der Vermessung und Wahrnehmung von LED Licht

Gestartetes BMBF-Projekt UNILED 2 erforscht Kennzahlen, Bewertungsmethoden, Simulationen und Standards für LED-Beleuchtungslösungen.

Blickerfassung und Messung des Pupillendurchmessers während der Autofahrt. Bild: Technische Universität Darmstadt

15.12.14

BMBF-Forschungsprojekt UNILED 2

Die Kombination der LED-, bzw. OLED-Bauelemente als Halbleiter-Bausteine mit Sensoren wie u.a. Lichtsensoren, Bewegungssensoren zu einem intelligenten Lichtsystem ist ein wichtiger Schritt hin zu adaptiven, d.h. „smarten“ Licht-Systemen.

Der Begriffs „adaptiv“ bedeutet hierbei, dass die Lichtsysteme in ihren lichttechnischen, geometrischen, materialtechnischen und elektrischen Eigenschaften als logische Antwort auf die Änderung der Umwelt (Ort, Zeit, Wetter, Tageslichtanteil, zu beleuchtende Objekte) und auf die Änderung der menschlichen Sehbedürfnisse geregelt oder gesteuert werden.

Anfang November 2014 ist dazu das Projekt „UNILED 2“ mit dem Ziel gestartet, für diese neuen Steuerungs- und Regelungsmöglichkeiten die richtigen, d.h. physiologisch sinnvollen Zielparameter zu finden. Denn solche neuen Möglichkeiten führen nur dann zu einem wirtschaftlichen Erfolg, wenn sie sich am Nutzen für den Menschen und nicht an den technologischen Möglichkeiten orientieren.

In einem Innenraum soll es möglich werden, die Farbe, die Menge und Richtung des Lichts abhängig von den Umgebungsparametern zu adaptieren. Wichtige Umgebungsparameter sind unter anderem der vorhandene Tageslichtanteil, die Tageszeit, die Seh- und Arbeitsaufgabe an sich und viele weitere.

Verschiedene spektrale Zusammensetzungen der LED-OLED-Lichtquellen werden – ohne deren Farbort zu ändern – untersucht, abhängig von den zu beleuchtenden Objekten (z.B. in der Museumsbeleuchtung abhängig von der Farbgebung der Gemälde und der Form und Größe der Skulpturen) und vom Alter der Raumnutzer. In jedem Fall sind die Licht-, Farbqualität und andere Wahrnehmungsaspekte der Menschen wie Blendung, Flimmern, Kontrastwiedergabe bei der intelligenten Beleuchtung zu untersuchen und zu beschreiben.

Die Beleuchtungsstärke auf einer Fahrbahn bzw. die Leuchtdichte und das Spektrum der Lichtquelle werden abhängig von der Uhrzeit, Verkehrsdichte, Anwesenheit von Fußgängern sowie den Wetterbedingungen (Schnee auf der Fahrbahn, Regen, Nebel) variiert und deren Einfluss auf die Sichtbarkeit und somit die Sicherheit im Straßenverkehr untersucht.

In der Automobil-Lichtindustrie geht man nur von einem Leuchtstofftyp für weiße LEDs aus. Hier soll nun die spektrale Empfindlichkeit der Blendungswahrnehmung für den Gegenverkehr-Autofahrer und die spektrale Empfindlichkeit der Kontrastwahrnehmung (Detektion) für das Auge der eigenen Autofahrer untersucht und die passenden Leuchtstoff-Systeme optimiert werden.

Ziel ist eine stärkere Entblendung und eine bessere spektrale Betonung der Gegenstände und Markierungen auf der Fahrbahn, sowie Schilder und Bäume auf der rechten Fahrbahnseite bezüglich ihres Reflexionsverhaltens, um die Sicht aller Autofahrer zu verbessern.

Die Lichtverteilung der Auto-Scheinwerfer kann in einigen Fällen jetzt schon mit Matrix-Beam bzw. Pixellicht als Funktion der Position und Größe der anderen Verkehrsteilnehmer geändert werden. In Zukunft soll die Lichtverteilung auf der Fahrbahn durch die Blickänderung des Autofahrers verändert werden.

Alle diese Leitgedanken für intelligente und adaptive Lichtsysteme sind innovative Lösungen für die Zukunft, um den Standort Deutschland zu festigen und zu verbessern. Hierzu bedarf es neuer Kenntnisse der menschlichen Licht-, Farb- und Strukturwahrnehmung, deren Gewinnung die Aufgabe der Forschungspartner in diesem Projekt sein wird.

Das UNILED 2-Projekt ist Anfang November 2014 gestartet und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Initiative „Intelligente Beleuchtung“ über einen Zeitraum von drei Jahren mit rund 3,6 Millionen Euro gefördert. Partner in dem Universitätsgeführten Projekt sind die Technische Universität Darmstadt, die Technische Universität Ilmenau und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Weitere Informationen

Download Steckbrief BMBF-Forschungsprojekt UNILED 2 (PDF)

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