Ny lyskilde giver designfrihed og øget sikkerhed

Succes på det stadig mere konkurrenceprægede bilmarked er forbeholdt dem, der kombinerer velkonstruerede produkter med attraktivt design, for eksempel gennem den perfekte integration af forlygter. Fraunhofer -forskere har udviklet en ny belysningsteknologi, der giver designere mere frihed til at skabe køretøjer med utraditionel styling og giver yderligere fordele for både bilister og bilproducenter. Prototypen vil blive præsenteret på LASER World of PHOTONICS-messen fra den 24.-27. juni, 2019.

Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF i Jena har udviklet en ny generation af køretøjslamper, som ikke kun overstiger lovkrav og bilindustriens krav til belysningsevne og funktionalitet, det er også mere effektivt, mere kompakte og væsentligt mere fleksible end nuværende systemer med hensyn til deres placering på køretøjet.

200, 000 mikrooptiske elementer pr. forlygte

På dette års LASER World of PHOTONICS-messe, forskere fra Fraunhofer IOF vil præsentere den anden funktionelle prototype af en segmenteret fjernlysenhed, som minimerer lysspredning. Enheden er baseret på en multi-aperture projektor, som har været i kontinuerlig udvikling i flere år. 200, 000 mikrooptiske elementer fokuserer lyset optimalt i bilens kørselsretning.

Segmenterne kan deaktiveres efter behov, enten individuelt eller i grupper, uden tidsforsinkelse. Kombineret med moderne køretøjssensorteknologier, dette gør det muligt effektivt at forhindre fjernlyset i at blende modkørende bilister. Ud over, designet kræver væsentlig mindre installationsplads sammenlignet med konventionelle systemer.

Reduceret blænding

Ikke alene kan lyset dæmpes specielt til modkørende trafik, det er endda muligt at beskytte fodgængere og f.eks. cyklister uden lys forhindres af blænding. Dette øger sikkerhedsniveauet for alle trafikanter.

"Vi udvikler pandelampen som en del af WISA-projektet SSL—StructuredSpotLight—med Fraunhofer-intern finansiering. Interne forskningsprojekter med kommerciel relevans muliggør prækompetitiv forskning på tværs af institutter og lægger grundlaget for efterfølgende industriudviklingsprojekter, siger Stephanie Fischer, forskningsassistent i afdelingen Mikrooptiske systemer på Fraunhofer IOF.

Projektet var baseret på en gruppe rådgivere fra bilproducenter og komponentleverandører. De var således i stand til at give input til de ønskede parametre for fjern- og nærlys samt til de mekaniske designkrav. Deltagere i gruppen inkluderer kendte mærkenavne som AUDI, HEJ, Trilux og OSRAM.

Funktion følger design

Bilproducenterne vil i de kommende år drage fordel af en betydelig større kreativ frihed, når det kommer til at designe forlygter. Designerne kan således helt frit bestemme, om de vil installere forlygterne på yderkanterne af køretøjets næse, som man plejer, eller som en smal strimmel på tværs af midten.

Dette skyldes, at systemet muliggør en meget lille monteringsdybde og giver meget større frihed i forhold til dimensioner og form. "Forlygterne behøver ikke længere at være rektangulære:designeren kan vælge enhver anden ønsket form, "siger Stephanie Fischer." Pladskrav til større optiske enheder begrænsede tidligere designmuligheder. "

Ud over, det nye system øger LED-lysudbyttet. For eksempel, når den indstilles til nærlys, går kun 35 procent af lysudbyttet tabt, en fremragende værdi for LED-forlygter. Denne stigning i effektivitet forbedrer også energibalancen i køretøjet og øger acceptniveauet for bilapplikationer.

Fjernlysenheden består af to moduler, hver indeholder syv individuelt kontrollerbare LED-klynger. I alt fire kollimationslinser dirigerer lyset fra LED-klyngerne til to tandemlinse-arrays. Disse mikro-optiske elementer håndterer fordelingen af ​​lyset fra de enkelte LED'er. Tusinder af mikrolinser leder lyset præcist til de respektive belysningssegmenter. Hvert segment kan tændes eller slukkes på en brøkdel af et sekund ved individuelt at styre i alt 24 lysdioder.

Produktionsproces udviklet internt

For første gang, rektangulære polymerlinser af forskellige dimensioner blev brugt til at opnå mere præcis lysmodellering. Den mindste variant måler 0,045 mm x 0,180 mm. Her udviklede Fraunhofer IOF sin egen nye produktionsmetode til rektangulære linser, "High Five" gråtonelitografisystemet. High Five er ikke kun i stand til at producere ekstremt fine mikrostrukturer, det kan også skabe den relativt store profildybde (op til 100 μm), der er nødvendig for optimalt at udnytte LED'ernes tilgængelige luminans.

Fraunhofer IOF har nu med succes realiseret den første prototype af et nærlys-forlygtemodul. Når alle komponenter er færdigudviklede, 8.000 mikrolinser vil sikre optimal synlighed om natten og under dårlige vejrforhold.