Hallo meine Damen und Herren.
Erstmal vielen herzlichen Dank für die Einladung, heute Abend bei
Ihnen reden zu dürfen.
Und als man mich eingeladen hat, kannst du was über gutes Licht reden?
Habe ich gesagt, super, Tagesveranstaltung.
Du hast eine Viertelstunde.
Okay, geht auch.
Warum ist das so schwierig?
Erstens natürlich, weil Wissenschaftler immer die Eigenschaft haben,
auch leichte Fragestellungen zu verkomplizieren.
Das heißt, wir stellen eine Frage, beantworten die und stellen damit
20 neue Fragestellungen.
Aber es ist schon wichtig zu sagen, es gibt unterschiedliche Fragen
oder unterschiedliche Antworten zu der Frage, was ist gutes Licht?
Denn da kann ich Ihnen erstmal eine gute Bekannte der
Naturwissenschaft und Technik vorstellen, das ist die sogenannte
eierlegende Wollmilchsau, die eigentlich alles können muss und alles
können sollte.
Und fragen wir die mal, was ist denn gutes Licht?
Dann fragt sie uns zurück, gutes Licht für den Menschen, da müssen wir
die Physiologie beachten und da müssen wir visuelle und nicht visuelle
Wirkungen beachten.
Wie wirkt das Licht auf mich als Menschen?
Dann fragen wir weiterhin, ja und was ist mit der Umwelt?
Ja, Licht für die Umwelt gibt es natürlich auch.
Da haben wir den lichttechnischen Wirkungsgrad, die Lebensdauer und
viele andere Fragestellungen.
Wie geht es weiter?
Licht für die Wissenschaft haben wir heute schon gehört.
Da haben wir zum einen Licht selbst als Messinstrument beispielsweise,
aber auch Licht als Studium oder das Licht selbst zu studieren ist
natürlich auch eine sehr sehr wichtige Frage, denn alles über das
Licht ist noch nicht bekannt.
Was haben wir dann?
Licht für den Verkehr, Bus, Autobahn, Landstraßen, Zug.
Der Verkehr heutzutage, Flugzeug wäre ohne künstliches Licht überhaupt
nicht möglich.
Was brauchen wir da?
Sehen und gesehen werden ist da die Frage.
Signale und Scheinwerfer.
Was haben wir noch?
Licht für die Attraktion.
Das fängt an mit Produktdesign, mit Licht, da werden wir nachher auch
noch ein, zwei Beispiele sehen, geht dann aber auch weiter bis hin zur
Lichtkunst und dann natürlich Lichtinformation und Entertainment, wir
haben das vorhin gehört, mit LCD-Bildschirm.
Nächste Frage, Licht für die Produktion.
Wir können etwas mit Licht herstellen, aber wir können auch mit Licht
wieder etwas überprüfen, ob etwas in der Produktion richtig gelaufen
ist.
Und schlussendlich, verzeihen Sie mir, dass ich das hier in Baden
sage, haben wir natürlich das Licht für den Schwaben, nämlich, wie
viel kostet es mich und was habe ich davon?
Das heißt, Neudeutsch, return on invest und Investition, das ist eine
sehr, sehr wichtige Frage, wenn ich heutzutage in städtischen Raum in
neue Beleuchtung investiere, kostet mich das Geld, aber ab wann bringt
mir das etwas?
Ab wann bekomme ich das Geld wieder zurück und mache vielleicht auch
noch der Umwelt zuliebe und dem Geldbeutel zuliebe noch einen
zusätzlichen Gewinn?
Damit haben wir nur ein paar Fragen aufgeworfen, es gibt natürlich
noch viel, viel mehr Fragestellungen, aber für diese Fragestellung
oder zumindest für einen Teil dieser Fragestellung haben wir natürlich
auch Wettbewerber und diese Wettbewerber möchte ich Ihnen jetzt kurz
vorstellen.
Zum einen haben wir die Wärmestrahler, die bewerben sich um das beste
Licht.
Zum einen nehmen wir die Sonne, weil unser gesamter Sehprozess mit der
Sonne entstanden ist, das heißt, die Sonne ist unsere natürliche
Lichtquelle und eigentlich sollte die kein schlechtes Licht geben.
Zum anderen haben wir einen Ableger der Sonne, die Sonne funktioniert
außen nicht, also innen funktioniert sie wie ein Fusionskraftwerk,
außen funktioniert sie so, dass sie ein Wärmestrahler ist.
Und genau das gleiche ist beispielsweise eine Glühlampe, das heißt
eine Glühlampe ist ein Wärmestrahler wie die Sonne mit all seinen
Vorteilen, aber auch Nachteilen.
Als nächste künstliche Lichtquelle bieten sich dann sogenannte
Gasentladungslampen an, das sind einmal Leuchtstofflampen,
Kompaktleuchtstofflampen, wie Sie sie auch kennen, wenn wir einmal nur
nach oben schauen.
Das sind aber auch Metalldampflampen, wie zum Beispiel die bekannte
Xenon -Gas- entladungslampe im Automobil oder Metalldampflampen, die
wir in der Shopbeleuchtung benutzen.
Dann haben wir neuere Lichtquellen, die übrigens gar nicht so neu
sind, denn der erste Effekt der LED wurde 1906 beschrieben.
Das sind lichtemittierende Dioden, beispielsweise anorganische LEDs,
wie man heutzutage sagt, und organische LEDs und in den letzten ein
bis zwei Jahren sorgt der Laser auch für Furore, insbesondere in der
Automobillichttechnik.
So, wenn wir uns diese verschiedenen Wettbewerber anschauen, haben die
natürlich Vor- und Nachteile.
Schauen wir uns zuerst die natürlichen Lichtquellen an, die Sonne.
Wunderbar, unsere Empfindlichkeitskurve des Menschen, wenn wir hier
die Wellenlängen von elektromagnetischer Strahlung betrachten, ist
genau dort maximal, wo auch das Spektrum der Sonne ein Maximum hat.
Das ist nicht wirklich überraschend, denn unser Sehorgan hat sich
mithilfe dieser Sonne entwickelt.
Das ist natürlich ein besonderer Vorteil, weil die Sonne die Farben
absolut natürlich darstellt.
Und es ist noch ein weiterer Vorteil, weil evolutionär in unserem
Gehirn wir uns auf unterschiedliche Lichtquellen von der Farbe her
adaptieren können, solange es Wärmestrahler sind.
Und deshalb hat die Glühlampe auch einen hervorragenden Vorteil, denn
die Farben, die mit einer Glühlampe dargestellt werden, sehen echt
aus.
Man benutzt dazu den Farbwiedergabe- index und dieser Farbwiedergabe
-index hat den Wert 100, also 100 Prozent für Glühlampenlicht für
Sonnenlicht.
Das ist eine Leuchtstofflampe.
Also toll, nehmen wir die Glühlampe.
Hat nur einen Nachteil, die Glühlampe ist nämlich die letzte Wahl, was
die lichttechnische Effizienz heutzutage angeht.
Schauen wir uns den zweiten Wettbewerber etwas genauer an.
Das sind die Leuchtstofflampen und Metalldampflampen.
Die haben häufig eine sehr viel größere Effizienz, nämlich etwa sechs
bis siebenfach effizienter als die Glühlampe, aber sie haben andere
Probleme.
Bei den Leuchtstofflampen wandeln wir nicht sichtbare ultraviolette
Strahlung mithilfe von Leuchtstoffen, Nomen est omen, oder sogenannten
Phosphoren englisch, in sichtbares Licht um.
Und Sie sehen, das ist eine typische Drei-Banden-Leuchtstofflampe.
Da fehlt was im Spektrum.
Das heißt, wenn ich damit etwas beleuchte, dann werde ich nicht die
richtigen Farben darstellen.
Und wenn Sie jetzt auf Ihre Haut schauen, hier von den
Leuchtstofflampen, das sieht so ein bisschen kränklich aus.
Also wenn Sie wollen, dass Sie selbst nach dem Urlaub ein bisschen
krank aussehen, können Sie eine schlechte Leuchtstofflampe nehmen.
Es gibt natürlich auch viel, viel bessere Leuchtstofflampen, aber
Standard sind Drei-Banden-Leuchtstofflampen.
Solche Lampen hier, Metalldampflampen, werden sogar in Geschäften
eingesetzt, wo Sie Ihre Mode aussuchen.
Das heißt, die sind vom Spektrum her viel, viel besser, wie Sie sehen.
Das Spektrum ist sehr ausgeglichen.
Es fehlt hier nur im roten Bereich etwas.
Die haben einen anderen Nachteil.
Wie unser lieber Kollege Rainer Kling immer so schön sagt, die
Füllstoffe, die da drin sind, werden auch als Rattengift verwendet.
Sind also von der Umwelttechnik her nicht wirklich gesund.
Und jetzt kommen wir zur nächsten Lichtquelle, die organische LED
lasse ich jetzt mal raus, nehmen wir die anorganische LED.
Und die anorganische LED ist die effizienteste Lichtquelle, die wir
bislang haben und die in den letzten Jahren einen unglaublichen Schub
gemacht hat, eine unglaubliche Entwicklung zu höherer Effizienz
gemacht hat.
Allein von 2007 bis 2015 hat sich die lichttechnische Effizienz
deutlich mehr als verdoppelt.
Der zweite Vorteil der LED ist, ich kann sie immer ein- und
ausschalten.
Wenn Sie eine Leuchtstofflampe ein- und ausschalten, das zu häufig
machen, geht sie schnell kaputt.
Beziehungsweise, wenn Sie in den Keller gehen, dort eine
Leuchtstofflampe haben, Sie schalten das ein, suchen eine Flasche
Wein, sind schon längst draußen, bevor die hell ist.
Das heißt, LEDs können Sie schalten und damit können Sie das Licht der
LEDs dynamisieren.
Jetzt ist natürlich die Fangfrage, wie steht es mit der Farbe?
Das schauen wir uns nochmal genauer an.
Wir haben hier das Spektrum der Sonne im sichtbaren Bereich.
Hier haben wir das Spektrum der Halogenlampe.
Sie sehen, hier geht es hoch und hier fängt eigentlich der Nachteil
der Halogenlampe an, nämlich die nicht sichtbare Infrarotstrahlung.
Das hier ist das Licht einer Halogenlampe mit Infrarotfilter, deshalb
wird das hier abgeschnitten.
Und jetzt haben wir zwei LED-Spektren, nämlich einer weißen LED.
Wie erzeuge ich weißes Licht mit einer LED?
LEDs sind ja eigentlich farbig, indem ich das Licht einer blauen LED
umwandle, mithilfe eines Leuchtstoffes.
Den Trick kennen wir schon von der Leuchtstofflampe.
Hier, dieser Leuchtstoff funktioniert ganz hervorragend, gibt sehr
hohe Effizienzen, aber wenn Sie damit die Schnitzel braten, kann Ihnen
das Schnitzel sehr schnell anbrennen, weil es nämlich gerade im roten
Bereich etwas fehlt.
Dafür wurden die warmweißen LEDs entwickelt, die noch zusätzliche
andere Phosphore haben und die es erlauben, dann im Spektralbereich
der langen Wellenlängen, also das was uns rot erscheint, deutlich
besser sehen zu können.
Noch nicht perfekt, kann noch verbessert werden, aber ist inzwischen
so gut, dass es schon im Museum eingesetzt wird.
Zusätzlich haben wir bei der Beleuchtung mit LED die Dynamik, die ich
eben schon erwähnt habe.
Und die hilft uns bei mehreren Sachen.
Zum einen hilft sie uns dabei, Energie einzusparen, indem wir nämlich
dynamisch dimmen können, ohne dass die Lichtquelle Schaden nimmt.
Das zweite ist, wir können die nicht visuellen Wirkungen dieses
Lichtes ausnutzen, indem wir nämlich die Wachheit versuchen zu
steuern, durch den Blauanteil des Lichtes.
Also wir haben die Möglichkeit, die verschiedenen Anteile des
Spektrums rauf und runter zu fahren und damit unseren Zustand zu
beeinflussen.
Und das kann dahin auch führen, dass wir wirklich mit der Farbe
bestimmte Stimmungen hervorrufen.
Und all diese Dinge zusammen sorgen dafür, dass im Augenblick die LED
die Lichtquelle der Wahl ist.
Alle wollen innovative LED-Lösungen.
Im Flugzeug, im Automobil, in den Turnschuhen, beim Essen, bei den
Ampeln, bei der Ausleuchtung von Regensburg, im Fernseher.
Das sind so viele Beispiele, da könnten wir jetzt noch den ganzen Tag
oder den ganzen Abend darüber reden.
Ich habe Ihnen noch ein Beispiel mitgebracht, nämlich wie sich das im
Automobil verhält.
Das heißt, die Lichttechnik im Automobil ist heutzutage auch von LEDs
getrieben.
Schauen wir uns das Ganze mal an.
Welche Innovationstreiber haben wir?
Das sind natürlich die Lichtquellen, das sind die Optiksysteme und das
sind neue Funktionalitäten.
Das führt, wir müssen bei der automobilen Lichttechnik unterscheiden,
in Sehen, also was Scheinwerfer machen und gesehen werden.
Bei Sehen führt es zu mehr Sicherheit, mehr Licht oder situativ
angepasstes Licht führt zu mehr Sicherheit und für gesehen werden
führt es zu vollkommen neuen Designen.
Wenn wir uns anschauen, 1971 wurde die Halogenglühlampe eingeführt, in
den 90er Jahren kam dann die Xenon- Ich habe das jetzt Halbleiter mit
Leuchtstoff genannt, nämlich erst mal die weiße LED von 2007 bis heute
schon eine deutliche Verbesserung, eine Verdoppelung und dann seit
einem Jahr auf der Straße oder dreiviertel Jahr auf der Straße
phosphorkonvertierte Laserstrahlung.
Und was können wir damit machen?
Wir können natürlich Abbiege- und Fernlicht machen, das können wir mit
jedem Halogenlicht machen.
Wir können Abbiege- und Kurvelicht machen, AFS-Funktionen, also
Adaptive Front Lighting Systems mit Stadtlicht, mit Landstraßenlicht,
mit Autobahnlicht.
Wir können das Ganze noch mehr dynamisieren, indem wir den Traum
fahren, dass wir ständig mit Fernlicht unterwegs sind, aber niemanden
blenden und schlussendlich Matrix-Licht, auf das ich ganz kurz
eingehen werde, und das Laserfernlicht, was lichttechnisch noch nicht
die richtig große Show ist.
Aber das adaptive Fernlicht oder der Matrix-Beam hat die Grundidee,
dass wir ständig mit Fernlicht fahren können, aber alle, die uns
entgegenkommen, werden entsprechend entblendet, indem in diesem
Bereich das Licht einfach ausgeschaltet wird.
Und das ist mit LEDs relativ einfach möglich, indem wir nämlich den
gesamten Fernlichtbereich in Gebiete einteilen, die von
unterschiedlichen LED-Chips versorgt werden.
Und wenn wir jetzt jemanden entgegenkommen haben oder vor uns fahren
haben, der das Licht, der nicht geblendet werden soll, wird in dem
Bereich die Lichtverteilung einfach ausgeschaltet.
Was benötigen wir dazu?
Erstmal eine Kamera, um überhaupt aufzunehmen, wer auf der Straße ist,
dann eine Verarbeitung, die auch immer komplexer wird, eine
Ansteuerung des Scheinwerfers und schlussendlich ein Adaptive Driving
Beam Scheinwerfer, das heißt ein Scheinwerfer mit vielen verschiedenen
LED -Matrizen, der dann das Licht situativ im Raum verteilt.
Design, der zweite Punkt mit LED-Technik.
Schauen wir uns mal an, wie sich das in den letzten 40 Jahren
entwickelt hat.
Nun ja, in den letzten 40 Jahren kann auch ein Ruf ruiniert werden,
aber ansonsten hat sich hier der Designanspruch, wie Sie am Golf
sehen, schon deutlich verändert.
Das heißt, heutzutage wird mit Licht ganz bewusst ein bestimmtes
Corporate Design hervorgerufen, weil nachts sind natürlich die Autos
auch grau und nur das, was an den Fahrzeugen leuchtet, kann man sehen.
Und deshalb kann man über die Signalfunktionen, die ja gesehen werden
sollen, sich von den anderen differenzieren und seine eigene
Formensprache entwickeln und damit ein vollkommen neues Design.
Und dadurch, dass der Gesetzgeber vor einigen Jahren jetzt
verpflichtend das Tagverlicht noch eingeführt hat, geht das Ganze auch
im Übergang Tag und Nacht.
Tagverlicht und Positionslicht.
Schauen wir mal, ob wir eine Teilantwort auf die aufgeworfenen Fragen
finden, was gutes Licht ist.
Ja, eine Teilantwort gibt es.
Momentan würde ich sagen, das beste Licht, was wir haben, ist das der
LED.
Warum?
Weil wir im Augenblick mit der LED die effizienteste und langlebigste
Lichtquelle in der Geschichte der Menschheit haben.
Das zweite ist, physiologisch entwickelt sich die LED immer weiter,
sodass wir bald genauso gut sind, wie die Wärmestrahler.
Die dynamische Kombination von Lichttechnik und Sensorik ist ein sehr,
sehr wichtiger Punkt und natürlich können wir mit dieser Lichttechnik,
mit den neuen LEDs ein vollkommen neues Design erzeugen und damit auch
das Auge noch zusätzlich bereichern.
Vielen herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.