Mit Laserfernlicht sicher ans Ziel

Fünf Jahre sind vergangen, seit sich BMW und AUDI ihr vielbeachtetes Kopf-an-Kopf-Rennen um das erste Laserfernlicht im Markt lieferten. Letztlich feierten die laserbasierten Frontscheinwerfer im BMW i8 und in Audis R8 LMX fast zeitgleich Premiere. Unterstützt wurde die beiden Hersteller seinerzeit von den spezialisierten Zuliefern Osram und AUTOMOTIVE LIGHTNINIG (AI).

Laserfernlicht geht in die zweite Generation

Nun präsentieren beide Zulieferer eine zweite Generation des Laserfernlichts, die noch kompakter und energieeffizienter sein wird und zudem weiter erhöhte Sichtweiten verspricht. Jüngst hat Osram Opto Semiconductors eine neue blaue Multi-Mode-Laserdiode vorgestellt, deren optische Leistung bei typischen 2,2 Ampere Betriebsstrom 3,5 Watt beträgt. Ein Phosphorkonverter wandelt das blaue Licht in weißes Licht. Dabei bleibt die Leuchtdichte mit 600 Candela pro Quadratmillimeter (cd/mm²) dreimal so hoch, wie bei LED-Lichtquellen. Die neue Diode kommt im Sinne einfacherer Kontaktierung und Wärmeabführung mit zwei statt drei Pins aus, was eine weitere Miniaturisierung der Scheinwerfer erlaubt. Dennoch gewährleistet das Laserfernlicht laut Osram rund 600 Meter Sichtweite – doppelt so viel wie bisherige LED-Lösungen.

Auch AI setzt auf kompaktere Systeme und konnte den Strombedarf gegenüber der ersten Generation des laserbasierten Fernlichts halbieren. Denn dank ihrer optimierten Optik kommen diese mit nur noch einer Laserstrahlquelle aus. Auch zwei weitere Neuerungen lassen aufmerken: Einerseits meldet der Zulieferer deutlich gesteigerte Fertigungskapazitäten, weil die Lasertechnologie aktuell zum Sprung in Mittelklassefahrzeuge ansetze. Zum anderen ist es dem Zulieferer gelungen, seine Laserscheinwerfer mit der Adaptive Driving Beam-(ADB)-Technologie zu kombinieren. Diese nutzt Kameradaten, um das Fernlicht zum Schutz entgegenkommender Autofahrer, Fußgänger oder Radfahrer gezielt abzublenden. Dank dieser automatisierten Steuerung müssen Autofahrer nicht mehr manuell auf- und abblenden. Zudem kündigt AI an, in der neuen Scheinwerfergeneration Laser- und LED-Technologie zu kombinieren.

Kombination von Laser, LEDs und perspektivisch auch LiDAR-Sensorik?

Wie diese Kombination aussehen kann, zeigt der Zulieferer HELLA mit seinen neuen HD Matrix LED-Scheinwerfern, die das Laserfernlicht ab einer Geschwindigkeit von 70 km/h automatisch zuschalten. Für Abblendlicht sorgen drei LED-Linsenmodule, von denen eines für Reichweite sorgt und die beiden anderen für die Ausleuchtung unmittelbaren vor dem Fahrzeug sorgen. Die Fernsicht gewährleisten 32 LEDs. Auch sie werden auf Basis von Kameradaten gesteuert. Erkennt das Imaging-System andere Verkehrsteilnehmer, reduziert die HELLA-Steuerung die Wirkung einzelner LEDs oder schaltet diese ganz ab. Möglich wird das durch das ausgeklügelte Optikkonzept mit verschiedenen Linsenmodulen. Denn darüber lässt sich jeder LED ein spezifischer Bereich des Straßenraums zuordnen. Neben dem Abblenden genau jener LEDs, die entgegenkommende Fahrer stören könnten, erlaubt die HD Matrix-Technologie ein adaptives Ausleuchten von Kurven. Der Lichtschwerpunkt wandert entsprechend dem Straßenverlauf. Bei schnellerer Fahrt schaltet sich zusätzlich der Laser-Lichtkegel ein und erhöht die Sichtweise auf mehrere hundert Meter. Bei Gegenverkehr wird er automatisch ausgeschaltet.

Auch das US-Start-up SLD Laser treibt die laserbasierte Lichttechnik für Fahrzeuge mit Hochdruck voran. Mit an Bord ist Nobelpreisträger Shuji Nakamura, der die Auszeichnung 2014 zusammen mit Hiroshi Amano und Isamu Akasaki für die Entwicklung blauer Leuchtdioden erhielt. SLD Laser sorgt mit Laserdioden auf Galliumnitrid-(GaN)-Basis nach eigenen Angaben für einen Kilometer Fernsicht auf nächtlichen Fahrten. Auch hier wird blaues Licht mit 450 Nanometer Wellenlänge in weißes Licht gewandelt. Die vielfach ausgezeichnete LaserLight™-Technologie ist äußerst kompakt und lässt sich gerade in Kombination mit optischen Fasern flexibel in vorhandene Bauräume einpassen. Zudem ist das Laserlicht auch hier minutiös steuerbar. Doch die Gründer wollen mehr. Sie arbeiten bereits an Konzepten, die über das Fernlicht hinausweisen. Ziel ist es, ihr LaserLight™ und LiDAR-Systeme der nächsten Generation in neuartigen Systemdesigns zu integrieren. Die Laserstrahlquellen sollen auch einer 3D-Bildgebung mit hoher Reichweite dienen. Gerade mit Blick auf das autonome Fahren wäre eine solche Kombination laserbasierter Scheinwerfer und Sensorik hoch interessant.

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