Wie kann die Kfz-Beleuchtung sowohl Sicherheit als auch Komfort gewährleisten? Professor Yao Qi von der Fudan-Universität erläutert die zentralen Technologien zur quantitativen Bewertung.

Kfz-Beleuchtung hat sich von der grundlegenden Anforderung, „die Fahrbahn auszuleuchten“, hin zu einem umfassenden Qualitätsanspruch nach Sicherheit, Gesundheit und Komfort gewandelt. Wie lässt sich durch quantifizierbare Methoden das Gleichgewicht zwischen Leuchtdichte, Kontrast und Blendung steuern?

Die vom Professor Yao Qi von der Fudan-Universität geleitete Forschungsgruppe „Spektrum+“ bietet auf Basis der visuellen Optik und angewandter Spektroskopietechnologie eine systematische Lösung für die wissenschaftliche Bewertung der Kfz-Beleuchtung.

Professor Yao Qi: Die quantitativen Logiken der Kfz-Beleuchtung –

Von der Lichtdosis zur Visualisierungstechnologie

1. Die Spektrum+-Forschungsgruppe: Das „Geheimnis“ des Lichtmilieus entschlüsseln

Über die reine Beleuchtung hinaus: Übersteigt den Rahmen der herkömmlichen Beleuchtung. Umfasst weitere interdisziplinäre Bereiche wie Lichtgesundheit, Photobiologie und Lichtmedizin.

Zentrale These: Licht ist wie ein „Medikament“; nur die richtige Dosis wirkt.

● Visualisierungstechnologie = „CT/Ultraschall“ des Lichtmilieus: Mithilfe eines bildgebenden Leuchtdichtemessgeräts werden unsichtbare Parameter wie Leuchtdichte und Kontrast des Lichtmilieus in visualisierte Daten umgewandelt – ähnlich wie bei medizinischen Untersuchungen: Zuerst wird „diagnostiziert“, dann wird „verschrieben“.

● Spektralsteuerung = Präzise „Medikamentengabe“: Je nach Anforderung der jeweiligen Szene (z. B. Aufmerksamkeit des Fahrers oder Einschlafhilfe für Passagiere) werden Spektrum und Verteilung des Lichts angepasst, um Beschwerden durch unkontrollierte Lichtsteuerung zu vermeiden.

2. Das Kernproblem der Kfz-Beleuchtung: Hell ≠ Gut – Balance ist der Schlüssel

Professor Yao verdeutlichte die Wahrheit mit einer Reihe von Vergleichsbildern:

→ Bild A: Das Licht ist zu hell, sodass die Fahrbahnschilder völlig unscharf sind;

→ Bild B: Die Schilder sind klar erkennbar, aber die Silhouetten der Fußgänger verschwimmen;

→ Bild C: Leuchtdichte und Kontrast sind ausgewogen – man erkennt die Ziele deutlich, ohne geblendet zu werden.

Mythen über die Durchdringungsfähigkeit gelben Lichts bei Nebel: Viele glauben, gelbes Licht habe eine höhere Durchdringungsfähigkeit, doch dem ist nicht so – die Durchdringungsfähigkeit aller Lichtfarben unterscheidet sich kaum. Gelbes Licht wirkt besser, weil seine Lichtausbeute höher ist und es bei gleichem Energieverbrauch ein klareres Seherlebnis bietet.

3. Schlüsseltechnologien und Werkzeuge: Leichtgewichtige Anwendung des bildgebenden Leuchtdichtemessgeräts

◇ Mobile Version des bildgebenden Leuchtdichtemessgeräts: Mit einer Genauigkeit von 80 % bis 95 % ermöglicht es eine schnelle Analyse von Parametern wie Leuchtdichte und Kontrast im Lichtmilieu und löst die Probleme traditioneller professioneller Geräte, die teuer, schwer und komplex sind;

◇ Technologie zur visuellen Charakterisierung: Wandelt Lichtmilieu-Parameter in visualisierte Daten um (ähnlich wie medizinische CT-/Ultraschallaufnahmen), um eine „präzise Diagnose“ des Lichtmilieus zu ermöglichen;

◇ Pixelgenaue Projektionssteuerung: Reguliert mithilfe intelligenter Algorithmen die Lichtstrahlrichtung, vermeidet entgegenkommende Blendung und erhöht die Fahrsicherheit.

4. Anwendungsszenarien für Außenbeleuchtung

◇ Blendungskontrolle: Schaltet mithilfe der pixelgenauen Projektionstechnologie das Licht in Bereichen entgegenkommender Fahrzeuge ab und kontrolliert den Kontrast (der in der Regel 100:1 nicht überschreitet);

◇ Optimierung bei schlechtem Wetter: Die Durchdringungsfähigkeit des Lichts hängt nicht von der Lichtfarbe ab, doch gelbes Licht punktet aufgrund seiner höheren Lichtausbeute besonders bei Nebel;

◇ Anpassung an dynamische Beleuchtungsszenarien: Für dynamische Szenarien wie ADB (adaptives Fernlicht) oder projektierte Lichtteppiche können Echtzeit-Leuchtdichte-Rückmeldungen und -Anpassungen realisiert werden.

Lichtteppich-Helligkeitstest im Auto

5. Verbesserung der Innenraumbeleuchtungsqualität

◇ Lichtumgebungsgestaltung im „Dritten Raum“: Die Helligkeit im Innenraum muss auf derselben Größenordnung wie die Straßenbeleuchtung liegen (bei Nacht nicht mehr als 10 cd/m²), um Unterschiede zwischen verschiedenen Größenordnungen zu vermeiden (z. B. zu große Helligkeitsunterschiede zwischen Leselampen und Ambientebeleuchtung);

◇ Erfüllung differenzierter Bedürfnisse: Der Fahrerbereich benötigt „Wachsamkeitslicht“ (spezifische Wellenlängen zur Stimulation der Pupille), während der Passagierraum mit „Einschlafhilfe-Licht“ (niedrige Sättigung und Helligkeit) ausgestattet werden kann;

◇ Kernprinzip: Einheitliche Helligkeitsgrößenordnung beibehalten und Helligkeitsunterschiede zwischen Displays, Ambientebeleuchtung und Leselampen vermeiden.

Innenraumhelligkeitsbewertung

Lehrer Yang Chunlong: Technische Umsetzung aus Industriesicht – Standard- und Prüfungs-Kreislauf

Als erstklassiger Lichtdesigner ergänzte Lehrer Yang Chunlong aus industrieller Praxis die wichtigsten Aspekte der technischen Umsetzung:

1. Digitalisierung der Prüfung: Helligkeitsbewertung „praxisnah“ gestalten

◇ Traditionelle Helligkeitsprüfungen sind abhängig von professionellen Geräten und Personal, was hohe Kosten und geringe Effizienz bedeutet;

◇ Das bildgebende Leuchtdichtemessgerät ermöglicht eine direkte Korrelation zwischen menschlicher Wahrnehmung und Daten und analysiert präzise den Helligkeitskontrast im Sichtfeld, wodurch die Schwelle für die Prüfung gesenkt wird.

2. Standard-Kreislauf: Die zentrale Garantie für gesunde Beleuchtung

◇ Straßenbeleuchtung: Es gibt bereits Helligkeitsstandards, die jedoch mit Hilfe der Visualisierungstechnologie zu einem Design-Prüfungs-Kreislauf vervollständigt werden müssen;

◇ Innen-/Kfz-Innenraumbeleuchtung: Frühere Helligkeitsprüfungen waren recht mühsam. Die einschlägigen Standards konzentrierten sich hauptsächlich auf Beleuchtungsstärke-Anforderungen und enthielten nur wenige spezifische Vorgaben zur Helligkeit, da unterschiedliche Szenarien (z. B. dunkle/helle Wände) schwer zu definieren waren. Daher war die Gestaltung der Helligkeit tatsächlich schwierig. Doch Software kann Designer bei der Helligkeitsverteilung unterstützen. Mit den Tools von Professor Yao lassen sich künftig auch die Standards für Innenraumbeleuchtung hinsichtlich der Helligkeit quantitativ prüfen.

◇ Empfehlung: Mehr Branchenstandards sollten die Helligkeit einbeziehen und durch breite Nutzung von Prüfinstrumenten die Qualitätsverbesserung vorantreiben.

Interaktive Fragen und Antworten

Im Rahmen der interaktiven Fragerunde beantworteten die beiden Lehrer nacheinander alle wichtigen Fragen der Teilnehmer – voller wertvoller Informationen:

1. Wie lässt sich das Problem des zu grellen Scheinwerfers lösen, der blenden kann?

Yao Qi: Im Kern handelt es sich um ein Problem des hohen Kontrasts, das durch den „Helligkeits-Wettlauf“ der Hersteller verursacht wird. Lösungsvorschläge:

◇ Pixelgenaue Projektionstechnologie: Intelligentes Abschalten des Lichts in Bereichen entgegenkommender Fahrzeuge;

◇ Kontrolle des Kontrasts: Der Blendungsschwellenwert liegt in der Regel bei 100:1; Überschreitung führt leicht zu Unbehagen.

2. Kann die Genauigkeit der mobilen Version des bildgebenden Leuchtdichtemessgeräts die Standards der Kfz-Beleuchtung erfüllen?

Yao Qi:

◇ Genauigkeit von 80 % bis 95 %: Reicht für schnelle Designer-Bewertungen und Selbsttests von Autobesitzern aus;

◇ Einschränkungen: Professionelle Prüfungen (z. B. Werksabnahme durch Automobilhersteller) erfordern hochpräzise Geräte; Echtzeit-Rückmeldungen für dynamische Szenarien (wie ADB) bedürfen weiterer Optimierung;

◇ Geeignete Anwendungsbereiche: Bewertung der Innen-/Außenbeleuchtung, Inspektion der Landschaftsbeleuchtung, Selbsttest der häuslichen Lichtumgebung usw.

3. Wie lässt sich die Komfort- und Gesundheitskomponente der Innenraum-Ambientebeleuchtung quantifizieren?

Yao Qi:

◇ Grundprinzip: Einheitliche Helligkeitsgrößenordnung beibehalten und Helligkeitsunterschiede zwischen verschiedenen Größenordnungen vermeiden (z. B. zu große Helligkeitsunterschiede zwischen Leselampen und Ambientebeleuchtung);

◇ Differenzierte Gestaltung: Der Fahrerbereich benötigt „Wachsamkeitslicht“, während der Passagierraum mit „Einschlafhilfe-Licht“ ausgestattet werden kann;

◇ Praxiserfahrung führender Automobilhersteller: Mercedes-Benz EQS erreicht durch Kontrolle der Helligkeitsgrößenordnung ein komfortables Lichtmilieu.

Yang Chunlong:

◇ Gesunde Beleuchtung ist ein Systemprojekt, das Zeit (Tag/Nacht), Ort (Fahrersitz/Rücksitz) und Personengruppe (Fahrer/Passagier) berücksichtigt; die Helligkeitsprüfung ist der Schlüssel zum geschlossenen Kreislauf.

4. Haben sich die Schwerpunkte bei der Bewertung dynamischer Beleuchtung (ADB/projektierte Lichter) geändert?

Yao Qi:

◇ Kernaspekt bleibt unverändert: Das Gleichgewicht zwischen Helligkeit, Kontrast und Komfort;

◇ Anpassung an dynamische Szenarien: Das bildgebende Leuchtdichtemessgerät ermöglicht Echtzeit-Rückmeldungen und unterstützt mithilfe der pixelgenauen Steuerung eine präzise Justierung nach dem Motto „Da wo man zeigt, trifft man“.

Schlusswort

Die Zukunft der Kfz-Beleuchtung liegt nicht mehr darin, „je heller, desto besser“ zu sein, sondern darin, durch quantifizierte Bewertungstechnologien das Zusammenspiel von „Sicherheit – Gesundheit – Komfort“ zu verwirklichen.

Die technische Analyse von Professor Yao Qi und die industrielle Umsetzungserfahrung von Lehrer Yang Chunlong bieten der Branche eine vollständige Referenz von der Theorie bis zur Praxis.

ENDE

Hinweis: Dieser Artikel basiert auf der Mitschrift der Audioaufzeichnung des Themenbeitrags „Quantitative Bewertung der Kfz-Beleuchtungseffekte basierend auf Umwelteigenschaften“ von Prof. Yao Qi und Lehrer Yang Chunlong am 30. Dezember 2025 im Ming Classroom und wurde vom Ming Classroom veröffentlicht.

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