Biologische Wirkung von Licht im Kraftfahrzeug

In diesem Kapitel wird die Motivation für die gezielte Anwendung biologischer Lichtwirkungen im automobilen Innenraum aufgezeigt sowie der Aufbau der vorliegenden Arbeit dargestellt.

Von Interesse dieser Forschungsarbeit ist die Fragestellung, inwieweit Insassen im Innenraum von Kraftfahrzeugen mit einem gezielten Einsatz von Licht biologisch unterstützt werden können und wie eine solche Lichtapplikation gestaltet sein sollte. Aufbauend auf dem theoretischen Hintergrund, dem aktuellen Forschungsstand im Bereich biologischer Lichtwirkungen sowie dem sich daraus ergebenden Forschungsbedarf zur Anwendung biologischer Lichtwirkungen im automobilen Kontext wird in diesem Kapitel die Zielsetzung dieser Arbeit aufgestellt.

In diesem Kapitel wird eine Probandenstudie vorgestellt, deren Ziel es ist, die biologische Wirksamkeit einer Lichtapplikation aufzuzeigen, welche sich im Innenraum eines Pkws realisieren ließe. Um gegenüber der Vorstudie eine höhere Sensitivität für die Erfassung von Alertness fördernden Effekten der Lichtexposition zu erreichen, erfolgt die Durchführung dieser Studie in den Abendstunden und unter einer strengeren Kontrolle der Umweltbedingungen in einer fensterlosen Laborumgebung. Konkret soll dabei die Frage beantwortet werden, welchen unmittelbaren Einfluss die Lichtexposition auf die subjektive Alertness, die Leistung in unterschiedlichen kognitiven Aufmerksamkeitstests sowie auf den abendlichen Anstieg der Melatonin-Konzentration nimmt. Von Interesse ist, ab welcher Expositionsdauer solche Effekte auftreten und wie lange diese während einer konstanten Lichtexposition anhalten. Mögliche verzögert auftretende indirekte Einflüsse der Lichtexposition, wie die Verschiebung der circadianen Rhythmik und die daraus resultierenden Folgen (vgl. Abschnitt 2.2.2 und 2.2.4), sollen nicht im Fokus der Untersuchung stehen. Des Weiteren soll die Fragestellung beantwortet werden, welchen Einfluss die Größe des Raumwinkels einer Lichtexposition bei einer konstanten vertikalen Beleuchtungsstärke am Auge der Probanden auf das Ausmaß der beschriebenen unmittelbaren Einflüsse der Lichtsituation nimmt. Damit soll auch die anwendungsorientierte Fragestellung beantwortet werden, ob der relativ kleine Raumwinkel, der in der Vorstudie von der Schminkspiegelleuchte zum Auge der Insassen aufgespannt wurde, geeignet ist, um biologische Lichtwirkungen in einem messbaren Ausmaß hervorzurufen. Des Weiteren soll der visuelle Komfort der Lichtsituationen, abhängig vom Raumwinkel, beurteilt werden.

Ein zentrales Ziel der vorliegenden Arbeit war es, auf Basis des in Kapitel 2 aufgeführten theoretischen Hintergrunds, das Potenzial für den Einsatz biologisch wirksamer Lichtapplikationen im Innenraum von Fahrzeugen speziell im Kontext des automatisierten und chauffierten Fahrens besser beurteilen zu können (vgl. Kapitel 3). Zudem stellte die Arbeit die Frage, wie Lichtapplikationen für den automobilen Innenraum gestaltet sein sollten, um biologische Lichtwirkungen gezielt hervorrufen zu können (vgl. Abschnitt 2.4.3 und Kapitel 3). Dazu wurden neben einer anwendungsnahen Vorstudie im Feld (vgl. Kapitel 4) jeweils eine Untersuchung im Labor (vgl. Kapitel 5) und im Fahrsimulator (vgl. Kapitel 6) durchgeführt. In diesem Kapitel werden die Ergebnisse dieser Studien zusammenfassend diskutiert.