Osvětlení vozidla – Významný milník na cestě k inteligentním světlometům

Po pouhém roce a půl dosáhli společnost Osram Opto Semiconductors a její partneři důležitého milníku – v projektu µAFS vyvinuli nový LED čip.

Novinka má bezkonkurenční pole 256 světelných bodů (pixelů). Až dosud byly pixelové systémy založeny na velkém počtu jednotlivých LED diod. Cílem projektu µAFS, který finančně podporuje spolková vláda, je nová platforma pro energeticky úsporné adaptivní světlomety. Tyto systémy mají zlepšit osvětlení vozovky před automobilem, neboť aktivně upravují distribuci světla podle momentálních jízdních podmínek a dopravní situace, aniž by oslňovaly ostatní účastníky silničního provozu. Na společném vývoji prototypu se podíleli odborníci ze společností Osram Opto Semiconductors, koordinátora projektu, Osram Specialty Lighting, Infineon Technologies a z Fraunhoferova ústavu pro spolehlivost a mikrointegraci IZM. U dřívějších adaptivních světlometů (AFS) odpovídal jeden pixel jedné LED komponentě nebo jednomu čipu, zatímco u tohoto prototypu jeden čip obsahuje 256 pixelů, které lze všechny jednotlivě řídit. Jedná se o první krok ke světelným zdrojům s více než 1000 pixely. Nový pixelový čip s definovanou strukturou ploch vyvinula společnost Osram Opto Semiconductors. Zvláště náročné bylo definovat světelné body během samotné výroby čipu a umožnit jejich přímé propojení s řídicím systémem.

Provázaný technický vývoj u všech partnerů projektu

Společnost Infineon Technologies vyvinula elektronický řídicí čip pro přímé individuální řízení velkého množství světelných bodů. Fraunhoferův ústav IZM jako specialista na montážní technologie zajistil propojení mezi čipem se světelnými body a řídicím čipem. Společnost Osram Opto Semiconductors pak prototyp dokončila navržením povrchu čipu a připojením konverze pro vytváření bílého světla. Původní cíl projektu se již v této fázi ukázal jako dosažitelný, neboť nový čip vykazuje mimořádně vysoké rozlišení, které je zapotřebí pro dynamické změny osvětlených ploch s vysokým stupněm přesnosti. Na rozdíl od současných řešení adaptivních předních světlometů na bázi LED diod přinese tento nový koncept další možnosti osvětlení automobilů, jako jsou například městská světla a světla do špatného počasí.

Další cíle projektu: světlomety a testování

Jedním z dalších kroků bude převedení prototypu do podoby světelného modulu s elektrickým, mechanickým a tepelným rozhraním. Zvláštní pozornost musí být ještě věnována vývoji inteligentního řízení a vhodnému připojení na řídicí jednotku vozidla. Poté přijdou ke slovu další partneři projektu µAFS, společnosti Hella, specialista na osvětlení, a výrobce automobilů Daimler. Hella odpovídá za vývoj optického systému a systému odvodu tepla, včetně konstrukce celého světlometu. Společnost Daimler už do projektu přispěla specifikacemi a požadavky ohledně připojení na sběrnici a optiky a odpovídá za důkladné testování světlometu, a proto i za finální proces. Prototyp ukazuje, že technické novinky vyvinuté partnerskými společnostmi nejen fungují samy o sobě, ale také se ideálně doplňují, a tím vytvářejí zcela nové řešení. Společnost OSRAM Opto semiconductors představila také LED zdroj pro světlomety automobilů, který má třikrát větší svítivost než doposud existující typy. Dosažený laboratorní výkon dosahuje enormních hodnot 1400 Im a 200 Mcd/m². To znamená, že pro vytvoření kompletního potkávacího světla lze použít pouze jediný LED čip. V minulosti bylo pro tento účel vždy potřeba několik LED čipů, a to v závislosti na konstrukci a typu použitého světlometu. Obrovský jas je výsledkem kombinace čipové technologie UX:3, technologie keramické konverze a technologie vysokého proudu použité v projektorových aplikacích. V budoucnu tedy bude možné navrhovat mnohem menší světlomety – ve velikosti krabičky od zápalek – se všemi funkcemi světlometů. Díky OSRAM LED technologii může být v blízké budoucnosti realitou jednotka potkávacího světla měřící pouhých 30 mm x 50 mm a produkující světelný tok s neuvěřitelnými 1400 lumeny (Im), jejímž světelným zdrojem bude jediný LED čip. Při 200 megakandelách na m2 má tento zdroj tři krát větší svítivost než současné světelné diody pro tyto aplikace a ztrácí méně než deset procent své intenzity dokonce i při vysoké provozní teplotě 85 °C.

Vysoké parametrické hodnoty jasu byly naměřeny v laboratoři, nicméně je nutné dosáhnout těchto hodnot v krátké době i při sériové výrobě. Výsledky výzkumných a vývojových prací v OSRAM Opto Semiconductors proto budou v průběhu příštího roku postupně integrovány do vývoje sériového výrobku. Spolu s využitím laserové technologie, která nabízí velmi vysoký světelný výkon, mohou tyto nové LED zdroje přispět k mimořádně kompaktnímu provedení světlometů a výrazně tak rozšířit výrobkovou řadu OSRAM určenou pro automobilový průmysl. Je pravděpodobné, že budoucí vývoj světlometů bude směřovat k ultra-kompaktnímu provedení, které zahrne laserová dálková světla a LED potkávací světla. Další automobilové aplikace s použitím LED, jako osvětlení interiéru vozu a nové typy head-up displejů (tj. zobrazení důležitých údajů z přístrojové desky přímo na předním skle vozidla, nebo jako video prostoru přímo před vozidlem, nebo jako navigační instrukce) budou brzy následovat. Oproti současně existujícím systémům vyniknou grafickou vyspělostí a mnohem větší živostí. Klasifikovány budou jako displeje „rozšířené reality“, protože obohatí pozorovací možnosti řidiče o realističtější informace a vytvoří tak „nový“ standard zobrazování.

Převzato z časopisu

Fotogalerie