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Pixel-Scheinwerfer soll Lichtverteilung revolutionieren

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mercedes multibeamWird nach sicherheitsrelevanten Komponenten eines Autos gefragt, dürften die Scheinwerfer nur selten genannt werden. Dabei hat sich dieser Bereich in den vergangenen Jahren regelrecht rasant weiterentwickelt, nicht zuletzt durch das auch für Lichtsignaturen eingesetzte Tagfahrlicht, bei dem mittlerweile überwiegend auf LEDs zurückgegriffen wird. Aber auch Abblend- und Fernlicht werden immer häufiger mit den Dioden ausgestattet, in der höchsten Ausbaustufe ist dann meist auch eine adaptive Steuerung möglich. Mit den sogenannten Pixel-Scheinwerfern kündigt sich nun der nächste Schritt an.

Entwickelt wurde der neuartige Scheinwerfer gemeinsam von Daimler, Fraunhofer, Hella und Infineon, das Bundesministerium für Bildung und Forschung stellt Fördermittel bereit. Von der Idee bis zum nun erfolgreich durchgeführten Feldtest hat es nach eigenen Angaben dreieinhalb Jahre gedauert, bis zur Serienreife wird es aber noch etwas dauern – die Rede ist vom Ende des Jahrzehnts.

Technisch weicht der Pixel-Scheinwerfer von bisherigen LED-Scheinwerfen deutlich ab. In letzteren kommen derzeit einzelne LEDs zum Einsatz, im Multibeam-LED-Scheinwerfer der neuen E-Klasse von Mercedes-Benz beispielsweise 84, die einzeln geschaltet werden können. Im neuen Scheinwerfer werden hingegen drei neuartige LED-Lichtquellen mit jeweils 1.024 einzeln ansteuerbaren Lichtpunkten verbaut, insgesamt sorgen somit pro Fahrzeugseite 3.072 „Pixel“ für die Ausleuchtung der Straße.

Aufgrund der beengten Platzverhältnisse im Scheinwerfer mussten dafür wichtige Bestandteile neu entwickelt werden, bisher konnten Komponenten neben- oder übereinander platziert werden. Osram, Infineon und das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration setzen nun jedoch auf einen LED-Chip, in den die Elektronikansteuerung bereits integriert ist, das notwendige Array liegt direkt auf dem Chip. Der wiederum steckt in einem neuen LED-Modul, das elektrisch und thermisch direkt mit der Fahrzeugelektronik verbunden ist. Nötig waren außerdem das Finden einer effizienten und platzsparenden Wärmeabfuhr sowie von Materialien mit den gewünschten technischen Eigenschaften bei gleichzeitig hoher Produktionsausbeute.

Dass die am Ende stimmt, liegt auch an einer neuen Technologie, die vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF entwickelt wurde. Per ultraviolettem Laser können defekte Bereiche des LED-Chips schon während der Herstellung repariert werden. Dafür werden die entsprechenden Stellen durch Materialabtragung entfernt oder isoliert und nachbearbeitet. Die durchschnittliche Lebensdauer soll so höher als bei herkömmlichen LEDs ausfallen.

Die hohe Zahl an Lichtpunkten führt am Ende dazu, dass das Licht noch feiner als bei bisherigen adaptiven LED-Scheinwerfern verteilt werden kann. Je nach Straße und Geschwindigkeit soll automatisch die jeweils beste Ausleuchtung eingestellt werden, selbst enge Kurven sollen für das System kein Problem darstellen. Zudem sollen andere Verkehrsteilnehmer noch weniger geblendet werden, unter anderem durch das Abschalten der Lichtpunkte, die sonst den Kopf anleuchten würden. Dadurch, so Daimler, müsste das Fernlicht beispielsweise auf Landstraßen nie mehr abgeblendet werden.

Ähnliches versprechen die Hersteller für die derzeit verfügbaren adaptiven Lösungen. Allerdings kommt es in der Praxis immer mal wieder vor, dass abgeschaltete LEDs zu früh wieder aktiviert und entgegenkommende Fahrzeuge doch für Sekundenbruchteile geblendet werden. Verantwortlich dafür ist jedoch die Sensorik in Form von Frontkameras, die auch bei Pixel-Scheinwerfern eine entscheidende Rolle spielen dürften.

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