Framgång på den alltmer konkurrenskraftiga bilmarknaden är reserverad för dem som kombinerar välkonstruerade produkter med attraktiv design, till exempel genom den perfekta integrationen av strålkastare. Fraunhofer -forskare har utvecklat en ny belysningsteknik som ger designers större frihet att skapa fordon med okonventionell stil och ger ytterligare fördelar för förare och biltillverkare. Prototypen kommer att presenteras på mässan LASER World of PHOTONICS från 24—27 juni, 2019.

Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF i Jena har utvecklat en ny generation fordonsbelysning som inte bara överstiger lagliga och fordonsindustrins krav på belysningsprestanda och funktionalitet, det är också mer effektivt, mer kompakt och betydligt mer flexibel än nuvarande system när det gäller deras placering på fordonet.

200, 000 mikrooptiska element per strålkastare

På årets LASER World of PHOTONICS -mässa, forskare från Fraunhofer IOF kommer att presentera den andra funktionella prototypen av en segmenterad helljusenhet som minimerar ljusspridning. Enheten är baserad på en projektor med flera bländare som har utvecklats kontinuerligt i flera år. 200, 000 mikrooptiska element fokuserar ljuset optimalt i fordonets färdriktning.

Segmenten kan inaktiveras efter behov, antingen individuellt eller i grupp, utan tidsfördröjning. Kombinerat med modern fordonssensorteknik, detta gör det möjligt att effektivt förhindra helljuset från att förblinda mötande bilister. Dessutom, konstruktionen kräver betydligt mindre installationsutrymme jämfört med konventionella system.

Minskad bländning

Ljuset kan inte bara dämpas specifikt för mötande trafik, det är till och med möjligt att skydda fotgängare och t.ex. cyklister utan ljus hindras av bländning. Detta ökar säkerhetsnivån för alla trafikanter.

"Vi utvecklar strålkastaren som en del av WISA-projektet SSL-StructuredSpotLight-med Fraunhofer-intern finansiering. Interna forskningsprojekt med kommersiell relevans möjliggör konkurrensöverskridande forskning och lägger grunden för efterföljande industriutvecklingsprojekt, "säger Stephanie Fischer, forskningsassistent vid avdelningen Mikrooptiska system vid Fraunhofer IOF.

Projektet bygger på en grupp rådgivare från biltillverkare och komponentleverantörer. De kunde därmed ge inmatning på de önskade parametrarna för helljus och halvljus samt de mekaniska konstruktionskraven. Deltagare i gruppen inkluderar kända varumärken som AUDI, HELLA, Trilux och OSRAM.

Funktionen följer designen

Biltillverkarna kommer under de kommande åren att tjäna på betydligt större kreativ frihet när det gäller design av strålkastare. Designers är alltså helt fria att bestämma om strålkastarna ska installeras på ytterkanterna på fordonets näsa, som man brukar göra, eller som en smal remsa över dess centrum.

Detta beror på att systemet möjliggör ett mycket litet installationsdjup och ger mycket större frihet när det gäller dimensioner och form. "Strålkastarna behöver inte längre vara rektangulära:designern kan välja vilken annan form som helst, "säger Stephanie Fischer." Utrymmeskraven för större optiska enheter begränsade designmöjligheter tidigare. "

Dessutom, det nya systemet ökar LED -ljusutbytet. Till exempel, när den är inställd på halvljus förloras endast 35 procent av ljusutbytet, ett utmärkt värde för LED -strålkastare. Denna ökade effektivitet förbättrar också energibalansen i fordonet och höjer acceptnivån för fordonsapplikationer.

Helljusenheten består av två moduler, var och en innehåller sju individuellt kontrollerbara LED -kluster. Totalt fyra kollimationslinser riktar ljuset från LED -klustren mot två tandemlinser. Dessa mikrooptiska element hanterar ljusets fördelning från de enskilda lysdioderna. Tusentals mikrolinser styr ljuset exakt till respektive belysningssegment. Varje segment kan slås på eller av på en bråkdel av en sekund genom att individuellt styra totalt 24 lysdioder.

Produktionsprocessen utvecklades internt

För första gången, rektangulära polymerlinser av olika dimensioner användes för att uppnå mer exakt ljusmodellering. Den minsta varianten mäter 0,045 mm x 0,180 mm. Här utvecklade Fraunhofer IOF sin egen nya produktionsmetod för rektangulära linser, litografisystemet "High Five" i gråskala. High Five kan inte bara producera extremt fina mikrostrukturer, det kan också skapa det relativt stora profildjup (upp till 100 μm) som behövs för att optimalt utnyttja den tillgängliga luminansen hos lysdioderna.

Fraunhofer IOF har nu framgångsrikt realiserat den första prototypen av en halvljusstrålkastarmodul. När alla komponenter har utvecklats helt, 8 000 mikrolinser garanterar optimal synlighet på natten och vid dåliga väderförhållanden.