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Matrix-Licht, Laserlicht, OLED, Baustellenlicht - Entwicklungen beim Licht (3)

Teil 1 Matrix-LED Scheinwerfer |

...Fortsetzung von Teil 2 Laser Scheinwerfer

Licht wird zum Informationsträger

Die Serienreife dürfte aber hierfür schon noch einige Jahre in Anspruch nehmen. Denn nicht alles was machbar ist, kommt auch auf die Straße. Audi hat beispielsweise auch ein Laser-Nebelschlusslicht entwickelt (Bild 9).

Laser Schlusslicht

Bild 9 Ein Laser-Nebelschlusslicht könnte auch als Warnung, vor zu geringem Abstand oder vor Nebelbänken warnen. - Bild Audi

Bei guter Sicht erscheint das fächerförmig und leicht nach unten abgestrahlte Laser-Nebelschlusslicht als rote Linie auf der Straße. Ihre Länge ändert sich mit dem Abstand zum Fahrzeug, in etwa 30 Meter Entfernung entspricht sie etwa dessen Breite. Dieses eindeutige Signal fordert den Hintermann unmissverständlich auf, ausreichend Abstand zu halten. Im Nebel oder in der Regengischt verwandelt sich die Linie in ein Dreieck, indem die Laserstrahlen auf die Wasserpartikel in der Luft treffen und an ihnen sichtbar werden. Das Laser-Nebelschlusslicht wirkt wie ein großes Warndreieck. Dies hängt derzeit aber noch in der Schwebe, weil es der Gesetzgeber noch nicht zulässt.

Umgesetzt hingegen wurde bereits 2013 das Blinklicht mit dynamisierter Anzeige im Audi A8 (Bild 10). Bei dem „wandernden“ Blinker leuchten die LEDs im Takt von 150 Millisekunden blockweise in die Richtung auf, in die der Fahrer abbiegen will. So kann man auch die Fahrtrichtung erkennen, wenn das Auto teilweise verdeckt ist.

Dynamischer Blinker

Bild 10 Die dynamisierte Blinkanzeige im A8 signalisiert eindeutig die Richtung in die es gehen soll - Bilder Audi

Diese letzten Beispiele zeigen, dass Licht auch als Informationsträger eingesetzt werden kann. Licht wird so zum Kommunikationsmittel. Die Interaktion soll sich künftig auch im Innenraum fortsetzen. Audi will Lichtfunktionen in die Dekorelemente so integrieren, dass sie den Fahrer vor Gefahren warnen oder ihm wichtige Signale beim pilotierten Fahren vermitteln.

Wie weit die neuen Informations- und Sicherheitsfunktionen künftig reichen können, zeigt ein Interieurmodell (Bild 11).

Interieurmodell Audi

Bild 11 Mitteltunnel, Türen, Instrumententafel und Lenkrad sind mit LEDs hinterleuchtet und warnen bei Bedarf - Bild Audi

Das Eichenschichtholz, das an der Konsole des Mitteltunnels, in den Türen und an der Instrumententafel als Dekoreinlage dient, ist von LEDs hinterleuchtet. Beim Aussteigen oder beim Einparken dient das Licht als Warnung. Wenn der Fahrer das pilotierte Fahren – das Auto fährt autonom - im Stau aktiviert, leuchten Teile des Lenkradkranzes grün auf. Sobald er wieder selbst das Steuer übernehmen muss, wechselt die Beleuchtung auf die Farbe Rot.

Sowohl hier als auch bei den so genannten „Marker Lights“ – extrem schmale Lichtleiter, die den Konturen an der Instrumententafel, in den Türen und an der Mitteltunnelkonsole folgen – stehen je 32 Farben zur Wahl. Die Marker Lights (Bild 12) arbeiten intelligent mit dem Assistenzsystem „Ausstiegswarnung“ zusammen. Wenn entweder der Fahrer oder ein Beifahrer eine Tür öffnen wollen, obwohl sich von hinten ein Fahrrad oder Fahrzeug nähert, flammt der Lichtleiter in Signalrot auf und pulsiert in kurzen Intervallen.

Lichtleiter Tür / Marker Lights

Bild 12 Sogenannte Marker Lights arbeiten eng mit den Fahrerassistenzsystemen zusammen - Bild Audi

Vernetztes Licht - Die Car-to-X-Kommunikation

Die Car-to-X-Kommunikation, also die Vernetzung der Fahrzeuge untereinander und mit der Verkehrsinfrastruktur, bietet auch bei der Beleuchtung große Potenziale, wenn es nach den Vorstellungen von Audi geht. Autos sollen danach ihre Daten miteinander austauschen, und könnten so die Leuchtkraft ihrer Scheinwerfer hochpräzise aufeinander abstimmen. In der Folge könnten sie gemeinsam eine Straße hell ausleuchten oder an Kreuzungen um im Begegnungsverkehr Blendung vermeiden. Während eines Stopps an einer roten Ampel oder im Stau könnten die Scheinwerfer gedimmt werden. Das Licht passt sich somit den bestehenden Verhältnissen an und kommuniziert sowohl mit dem Fahrer des Autos als auch mit seiner Umwelt.

Die Vernetzung mit anderen Autos und der Umwelt soll so die Sicherheit weiter steigern und auch den Kraftstoffverbrauch senken. Die dafür notwendigen Algorithmen könnten an Bord hinterlegt sein oder auch in der Cloud – in diesem Fall liefe der Transfer über das Mobilfunknetz zum Server. Die mögliche Anwendung des Prinzips des „Machine Learnings“ bzw. der Schwarmintelligenz erscheint dem Autor jedoch noch zu sehr nach „Fiction“ als nach „Science“. Oder werden wir eines nicht allzu fernen Tages eines Besseren belehrt?

Lichtdesign

Neben den erwähnten Sicherheitsaspekten geht es den Ingenieuren natürlich auch um das Design. Mit den Scheinwerfern, den Augen des Autos, lässt sich ein Gesicht mit unterschiedlichem Ausdruck und Charakter formen. Marke und Typ eines Autos werden heute, vielmehr als früher, durch die Formensprache der Lichter an Front und Heck wahrgenommen, weil die Gestaltung der Karosserien nicht so viel Spielraum hergibt. Der Q7 von Audi beispielsweise ist für die Designer eine Skulptur mit Energie. Die Marke Audi wird grundsätzlich durch eine lange horizontale Linie des Tagfahrlichts des Scheinwerfers dargestellt und der Q7 als Typ durch den Doppelpfeil (Bild 13).

Audi Q7

Bild 13 Design: Der Q7 demonstriert seine Energie durch den Doppelpfeil am Scheinwerfer - Bild Audi

An der Studie Prologue demonstrieren die Audi Lichtdesigner, das ein Licht nicht einfach nur angehen kann. Beim Aufsperren wandert ein Leuchtband zur Begrüßung am Heck entlang. Beim Zusperren läuft die Animation wieder zurück. Beim Einlegen des Rückwärtsgangs wandert das Rückfahrlicht, in Wirklichkeit eine LED-Lichtleiste, fließend von der Mitte nach links und rechts. Dies sind freilich Spielereien, aber es sieht toll aus gibt dem Auto einen Charakter. Für die Audi Lichtdesigner und Ingenieure um ihren Leiter Cesar Muntada ist das Licht nach eigenem Bekunden wie eine Spielwiese bei der sie experimentieren können.

OLED - Das Außenlicht der Zukunft

Eine Technik rückt neben diesen vielen Neuerungen bei Audi und auch bei BMW immer mehr in den Vordergrund: Die OLED Technologie. Momentan arbeiten die Premiumhersteller daran, organische Leuchtdioden (OLED, auf Englisch: organic light emitting diodes) sinnvoll in das Auto zu integrieren. Audi verwendet u.a. das Modell einer Rückleuchteneinheit, in der mehrere OLED-Flächen aufrecht hintereinander stehen. Je nach Blickwinkel sehen die Flächen gerade oder wellenförmig aus (Bild 14).

OLED Rückleuchten

Bild 14 Rückleuchten in OLED-Technologie - Bild Audi

Das Problem mit dem die Techniker noch zu kämpfen haben, ist die Anfälligkeit für Umwelteinflüsse wie z.B. Temperaturschwankungen. Das Material verträgt derzeit nur maximal 80 Grad Celsius, deshalb bedürfen OLED-Leuchten eines umfangreichen Thermomanagements.

Anders als bei klassischen LEDs, die aus Halbleiter-Kristallen bestehen, handelt es sich bei OLEDs um einen organischen Stoff. Das Material wird im pastösen Ausgangszustand bei der Herstellung sehr dünn, im Bereich von Mikrometern, auf ein 1 mm dickes hochpoliertes Displayglas aufgetragen. Stromlos ist die OLED ein Spiegel. Legt man eine elektrische Spannung an, geben die Moleküle, die in der Paste eingeschlossen sind, Photonen ab, die Fläche leuchtet auf. Je nach Verteilung der Spannung geschieht dies entweder homogen, mit gezielten Hell-Dunkel-Effekten oder sogar mit dynamischer Bewegung.

Da die OLEDs so dünn und auch im Prinzip formbar sind, bieten sie den Designern ein ungeahntes Potential für die Beleuchtung des Autos. Neben den normalen Leuchten ist eine Illuminierung des Innenraums, der Türen oder der Heckklappen ist denkbar. Das Außenlichtdesign in OLED-Technologie, das Audi für den Serieneinsatz vorbereitet, soll ebenso intelligent wie attraktiv sein. Vorstellbar ist etwa ein Szenario, bei dem das Licht auf den Fahrer reagiert, wenn er auf sein Auto zugeht: Es bewegt sich mit ihm und zeigt ihm dabei wichtige Fahrzeugkonturen oder den Türgriff an. Wenn der Fahrer einsteigt, folgt ihm das Licht – indem im Innenraum eine dezente OLED-Beleuchtung aktiv wird. Die OLEDS begrüßen den Fahrer quasi außen im Vorbeigehen (Bilder 15 und 16). Die Vision von Cesar Muntada für das Jahr 2030 „ist ein Licht, das in Bewegung ist und ständig mit dem Kunden interagiert – von dem Moment an, in dem er auf das Auto zugeht.“

Designmodell OLED vorne

Bilder 15 und 16  OLEDs bieten den Designern ein ungeahntes Potential für die Beleuchtung des Autos - Bilder Audi

Designmodell OLED hinten

Laut Stefan Berlitz, hat man es mittlerweile geschafft, OLED-Leuchten herzustellen, die ein Autoleben lang halten und auch bis 2018 serienreif sein sollen.

Zukunftsszenarien

Die Zukunftsszenarien der Audi-Lichtdesigner reichen aber noch weiter in die Zukunft hinein und klingen teilweise wie Science Fiction. So wird beim Schwarmlicht (Bild 17) das ganze Heck zur Lichtfläche. Und auch wie bei einem Heuschrecken- oder Vogelschwarm sind Lichtpixel ständig innerhalb der Rückleuchteneinheit in Bewegung, was äußerst faszinierend und sehr dynamisch aussieht.

Schwarmlicht Audi

Bild 17 Das Schwarmlicht ist ständig in Bewegung Bild Audi

Noch futuristischer mutet aber die Idee an, die Scheinwerfer völlig vom Auto zu entkoppeln und diese in einer Leuchtdrohne über dem Auto schweben zu lassen! Die Drohne beleuchtet das Fahrzeugvorfeld und „erkundet“ vorausfliegend bereits den Parkplatz vor dem nächstgelegenen Restaurant. Dies dürfte technisch sogar machbar sein, aber wohl niemals Anklang beim Gesetzgeber finden.

Fazit

Die Technologien für die Beleuchtung des Autos haben sich in einem atemberaubenden Tempo in den letzten Jahren weiterentwickelt. Durch innovative Beleuchtung mit steuerbaren LEDs (Matrixlicht) und Laser gewinnen die Verkehrsteilnehmer zunehmend an Sicherheit. Durch LED- und Laserlicht und nicht zuletzt auch durch das OLED-Licht wird die Beleuchtung insgesamt auch dynamischer, interaktiver und ästhetischer werden.

Video

Sehen Sie sich auch die Videos im Youtube Channel von kfztech.de zum Thema an:

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Autor: Johannes Wiesinger

bearbeitet: 11.10.2015












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