LEDs im Scheinwerfer werden zunehmend eingesetzt

Seit gut 6 Jahren gibt es LEDs, die weißes Licht erzeugen. Erste Anwendungen im Frontbereich sind Positions- und Tagfahrlicht. Die rasante Entwicklung ihrer Leistungsfähigkeit macht sie jetzt auch für das Abblend- und Fernlicht nutzbar. Dabei nähert sich die Lichtfarbe der weißen LEDs (Farbtemperatur ca. 5.500 Kelvin) dem Tageslicht (ca. 6.000 Kelvin) noch wesentlich weiter an als das Xenonlicht (ca. 4.000 Kelvin). Das kommt den Sehgewohnheiten des Menschen entgegen. Der Autofahrer ermüdet nicht so schnell und fährt entspannter. Darüber hinaus überzeugen die LEDs durch schnelle Ansprechzeit, und man kann zwei Funktionen (etwa Positions- und Tagfahrlicht) mit einer Lichtquelle abdecken. Ihre Lichtausbeute steigt rapide: Liegt sie heute bei über 40 Lumen pro Watt (lm/W), so gibt es in den Forschungslabors bereits Prototypen mit zirka 130 lm/W (im Vergleich dazu Xenonlicht: zirka 90 lm/W, Halogenlicht 20 lm/W).

LED-Scheinwerfer sind modular aufgebaut

Da für Abblend- und Fernlicht hohe Lichtleistungen erforderlich sind, setzt Hella beim LED-Scheinwerfer auf Mehrchip-LEDs. Spezielle Chipanordnungen und Gehäusegeometrien ermöglichen es die Hell-Dunkel-Grenze ohne zusätzliche mechanische Abschattung zu erzeugen. Dadurch lassen sich kompakte Scheinwerfersysteme realisieren. Die Lichtverteilung ist quasi modular aufgebaut. Die verschiedenen Lichtverteilungen werden mittels verschiedener, aufeinander abgestimmter optischer Module erzeugt. Variationsmöglichkeiten hinsichtlicht Anordnung und Anzahl der Module eröffnen neue, weitreichende Stylingoptionen und damit ein großes Differenzierungspotenzial für die Automobilhersteller.

Gemäß diesem Prinzip hat Hella einen Voll-LED-Scheinwerfer-Prototypen aus verschiedenen transmissiven Optikelementen realisiert. Das Abblendlicht erzeugen 6 Optikeinheiten. Für das Fernlicht kommen drei weitere Einheiten hinzu, für das Abbiegelicht genügt ein spezielles Modul. Tagfahrlicht/Positionslicht und Blinklicht mit LEDs vervollständigen den Voll-LED-Scheinwerfer, der beim Abblendlicht schon sehr nah an den Xenon-Werten liegt. Bezogen auf Anzahl und Leistungsfähigkeit der LEDs sind diese und andere Prototypen so ausgelegt, dass damit im Jahr 2008 eine Lichtleistung ähnlich einem Xenon-Scheinwerfer erreicht werden kann. Dabei berücksichtigen die Hella-Lichtspezialisten die bis dahin zu erwartende, kontinuierlich steigende Leistungsfähigkeit der weißen LEDs.

Als Lichtquellen für zukünftige Scheinwerfer arbeitet Hella mit LED-Arrays (Baugruppen). Sie bestehen aus mehreren einzeln adressierbaren LED-Chips, die nach einem vorher festgelegten Muster auf einem Trägersubstrat angeordnet werden. Die einzelnen Chips werden mittels Pulsweiten-Modulation angesteuert. Das erlaubt zum einen das An- und Ausschalten einzelner LED-Chips und somit die Erzeugung unterschiedlicher Hell-Dunkel-Geometrien, zum anderen aber auch eine Intensitätsmodulation in der Lichtverteilung. Neben der mechanikfreien Umsetzung von intelligenten AFS-Lichtfunktionen (Adaptive Frontlighting System) ermöglichen die LED-Arrays in Verbindung mit vorausschauender Fahrzeugsensorik und intelligenter Ansteuerelektronik die Realisierung aktiver Lichtfunktionen wie Markierungslicht oder blendfreies Fernlicht.