„…...leuchtet denn Ihr LED Tagfahrlicht auch so weiss, stark und hell wie man es an den Modellen von Autohersteller XY serienmäßig sieht?“
So oder ähnlich eine häufige Frage. Ein schnelles „Ja“ trifft für die Auswahl der von uns angebotenen und in unseren fahrzeugspezifischen Sets verwendeten LED-Leuchten durchweg zu – auch Automobilhersteller sind an die Grenzwerte der ECE-Normen gebunden und wie wir bemüht, für Sicherheit und einen intensiven optischen Effekt den Rahmen des möglichen auszunutzen.
Eine echte, weitergehende Antwort erfordert aber eine sachliche Fragestellung und Kenntnis darüber, welche physikalischen Größen und Einheiten die subjektive Wahrnehmung von „hell“, „stark“ oder „weiss“ beschreiben und als Werte fassbar machen.
Lichtstärke ist die Messgröße der „Helligkeit“
Die Photometrie als Ingenieurswissenschaft definiert die Lichtstärke als physikalische Messgröße der Helligkeit. Sie gibt die von einem Objekt ausgehende, spektral gemittelte Strahlung in der SI-Basiseinheit „Candela“ (cd) – das lateinische „Kerze“, an.
Eine recht grobe Orientierung: Eine gewöhnliche Haushaltskerze verfügt über eine Lichtstärke von rund 1 cd.
Öfter kommt es zu Verwechslungen mit der Einheit des Lichtstroms „Lumen“ und der Beleuchtungsstärke „Lux“. Für die Lichtstärke wird aber abgrenzend die spektrale Wahrnehmungsfähigkeit des menschlichen Auges als Bezug verwendet. Das heißt, dass für Licht, das wir als Mensch nicht wahrnehmen können, dies ist z.B. für Infrarot-Quellen der Fall, die Lichtstärke gleich Null (0 cd) ist.
Dabei steht die Lichtstärke einer Lichtquelle in keinem Bezug zur Entfernung des Beobachters. Es ist also für den nominellen Wert unerheblich, wie weit der Beobachter von der Lichtquelle entfernt ist.
Physiologische Wahrnehmung Tagfahrlicht
Die von unserem Auge empfundene Helligkeit, die physiologische Wahrnehmung also, deckt sich aber nur bedingt mit der physikalischen Lichtstärke in Candela. Hier beeinflusst im Besonderen der Kontrast sehr. Wird eine LED Leuchte von einer Blende in der Wagenfarbe Gelb eingeschlossen, so wirkt die Lichtstärke schwächer wie für den Fall: Gleiche Leuchte, schwarze Blende.
Ebenfalls gilt, dass LED Tagfahrleuchten mit kleiner Lichtquelle resp. leuchtender Fläche bei identischem Candela Wert als heller und blendender empfunden werden, als Tagfahrlicht mit größerer Fläche.
Zulässige TFL Lichtstärken nach ECE-R87 (Stand Juni 2010)
- Die Lichtstärke muss bei jeder Leuchte in der Bezugsachse mindestens 400 cd betragen. (Punkt 7.1)
- [Die Lichtstärke] Darf in keiner Richtung, in welcher die Leuchte sichtbar ist, 1.200 cd überschreiten. (Punkt 7.2.2)
LED Farbtemperatur und Lichtfarbe
„Die Farbe des Lichts muss weiß sein." Absatz 10, ECE-R87
Für gute Wahrnehmung und Signalwirkung fordern die ECE Richtlinien für Tagfahrleuchten ein „weisses Licht“. Dieses wird vom menschlichen Auge mit Abstand am deutlichsten wahrgenommen.
LED Chips emittieren aber immer farbiges Licht – für den Einsatz in Tagfahrleuchten finden daher blau- emittierende LED Verwendung, da sie den deutlich höchsten Wirkungsgrad besitzen.
TFL LED Lichtfarbe durch Lumineszenzkonversion
Für die Umwandlung in weisses Licht wird das Prinzip der Lumineszenzkonversion genutzt. Dabei wird vor einen blauen LED-Chip eine hauchdünne Phosphor-Leuchtschicht aufgedampft. Das ausgesendete, kurzwellige und höherenergetische blaue Licht und die Ultraviolettstrahlung werden so zu großem Teil in langwelligeres, weisses Licht umgewandelt.
Für dauerhaftes, brilliant-weisses Licht sind also die Strahlungsanteile eines hochwertigen Chip sowie die qualitative Ausführung der Leucht-Schicht maßgebend.
LED Einheiten in untersten Preisregionen können dies in aller Regel nicht längerfristig leisten - die Lichtfarbe fällt bei sinkender Lichtstärke ins Gelbliche ab.
Farbtemperatur von LED-Tagfahrlicht
Die Lichtfarbe charakterisiert das farbliche Aussehen des Lichts unter Berücksichtigung der physiologischen Wahrnehmung des menschlichen Auges. Ihre SI-Basiseinheit ist Kelvin (K).
Die Forderungen der ECE-Richtlinien nach „weissem Licht“ ist kein streng-eindeutig greifbarer Wert in Kelvin. Die Farbe, die wir für eine leuchtende Quelle im Allgemeinen als weiss bezeichnen, umfasst einen weiten Kelvin Bereich.
Farbtemperaturen im Alltag
- Kerzenflamme
- ca. 1500° Kelvin
- 100 Watt Glühbirne
- ca. 2800° Kelvin
- Morgensonne
- ca. 5000° Kelvin
Lichtfarbe charakterisiert durch Farbtemperatur
- Warmweiß
- < 3.300° Kelvin
- Neutralweiß
- 3.300° bis 5.300° Kelvin
- Tageslichtweiß
- > 5.300° Kelvin
Weißwerte von Licht-Systemen im Vergleich
Die Graphik zeigt an Hand des „Black-Body-Models“ (schwarze Kurve), wie die Weißwerte verschiedener Systeme einzuordnen sind. Das physikalisch-theoretische Maximum für eine 100%ige Strahlungsleistung bei LED-Systemen liegt bei 6.600 Kelvin und ist in der Praxis nicht erreichbar – auch nicht anstrebsam. Vielmehr gilt es, einen Wert unmittelbar um 5.500 Kelvin dauerhaft zu erreichen. Bei dieser Kelvin Temperatur wird die Leuchtfarbe für das menschliche Auge als brilliantes, kaltes Weiss wahrgenommen.
Brillantes, kaltes Weiss bei 5.500 Kelvin
Ähnlich wie bei Angaben zur Leistungsaufnahme eines LED Tagfahrlicht-Systems in Watt, herrscht der Irrglaube vor, ein hoher Kelvin Wert sei eine Aussage zur Qualität der Leuchten. Die deutlichste Signalwirkung und optische Empfindung sinkt mit Überschreiten einer Temperatur von ca. 6.500 Kelvin ab – die Lichtfarbe wechselt dabei über bläulich ins violette.
Alle von uns angebotenen Systeme bewegen sich hinsichtlich der Farbtemperatur um 5.500 Kelvin und liefern ein klares, brillantes Weiß und erfüllen die Auflagen für einen legalen Betrieb nach ECE-R87 ideal.
Blaues LED Tagfahrlicht
Deutlich sichtbar in die Farbtemperatur Blau reichende „Tagfahrleuchten“ werden in Masse günstig online angeboten und finden auch ihre Käufer. Dies steht zum einen im Widerspruch zur eigentlichen Aufgabe optimale Signalwirkung – im wahrsten Sinne des Wortes, „an den Tag zu legen“, zum anderen dem Bestreben, ein Tagfahrlicht-System im öffentlichen Strassenverkehr legal zu betreiben.
Ein blaues Tagfahrlicht kann die ECE-Richtlinien nicht erfüllen. Auch dann nicht, wenn der Anbieter dies konsequent aussagt und sich auf ein Prüfzeichen der Leuchten beruft. Was und ob überhaupt vor Anbringung der Kennzeichnung geprüft wurde: Ein Tagfahrlicht nach ECE R87 war es nicht.
2.800 Kelvin
gelb-weiß
4.300 Kelvin
gelbstichig
5.500 Kelvin
kaltweiss
8.000 Kelvin
blaustichig
10.000 Kelvin
blau-weiß
12.000 Kelvin
violett