Ein Hauch in die Zukunft, die erste Bekanntschaft mit dem, was bald alltäglich sein wird. Das sind Laserscheinwerfer. In Wirklichkeit werden sie nur noch für den BMW i8 als Zusatzausstattung angeboten, 99 Exemplare des superexklusiven Audi R8 LMX sind serienmäßig damit ausgestattet. Die Bezeichnung des Modells scheint auf Le Mans hinzuweisen, und das aus gutem Grund. Dies ist einerseits eine Hommage an das 15-jährige Jubiläum des Sieges beim berühmten 24-Stunden-Rennen, andererseits ein direkter Hinweis auf die technische Lösung, die sich bisher nur mit dem „Combat“ R18 rühmen konnte. Quattroruote beschloss, zu testen, wie Laserscheinwerfer funktionieren und warum sie gut sind. Dafür kam der R8 zu Nachttests.
Das neue Wort in der Automobilwissenschaft ergänzt nur die traditionelle Beleuchtung: Laut Hersteller Laserscheinwerfer können die Straße auf 500-600 m ausleuchten. Jeder Scheinwerfer enthält vier LEDs, die Licht mit einer Wellenlänge von 450 Nanometern emittieren. Das Licht wird durch einen Phosphorreflektor konzentriert, der die Farbe des Lichtstrahls von blau nach weiß ändert. Das Ergebnis ist ein starker Lichtstrahl, der sich der Tageslichttemperatur nähert: 5500 Kelvin.
Bis zu einem halben Kilometer
Nachdem wir alle 100 m die Bretter auf dem geraden Streckenabschnitt platziert haben, fahren wir mehrere Rennen. Tatsächlich wird von unseren Testern nichts Besonderes verlangt: Zwei Zusatzscheinwerfer werden auf Befehl der Elektronik, die das Fernlicht steuert, eingeschaltet. Die Elektronik empfängt die einleitenden von einer an der Windschutzscheibe installierten TV-Kamera, die die Straße überwacht.
In der Praxis hat sich herausgestellt, dass Laserscheinwerfer erst bei Geschwindigkeiten über 60 km/h, nur in unbeleuchteten Bereichen und nur unter der Bedingung eingeschaltet werden, dass keine vorbeifahrenden und entgegenkommenden Fahrzeuge vorausfahren. Sobald die Kamera eine eingeschaltete Lampe am Straßenrand bemerkt, schaltet die Elektronik automatisch auf Abblendlicht: Die Scheinwerfer sind LED, und davon gibt es genug. Wenn das System endlich entscheidet, dass es soweit ist, schaltet sich zunächst das übliche Fernlicht ein (sie selbst garantieren die Sichtbarkeit in bis zu 300 m Entfernung), und nach einem Moment wird die Straße mit weitreichenden Laserprojektoren überflutet.
Das Ergebnis ist erstaunlich. Wir können nicht bedingungslos bestätigen, dass die Straße, wie der Hersteller behauptet, auf 600 m beleuchtet ist, aber dass der Lichtstrahl einen halben Kilometer lang ist, ist eine Tatsache. Und natürlich die Sensationen: Wenn die Laserscheinwerfer funktionieren, ist die Kontrolle über die Straße komplett. Rein aus Neugier (unterwegs sollte man das absolut nicht machen) haben wir uns entschieden zu prüfen, wie viel schnellere Laserscheinwerfer es ermöglichen. Als Ausgangspunkt nahmen wir unser eigenes Gefühl beim Fahren mit einer Geschwindigkeit von 130 km/h mit LED-Scheinwerfern.
Dann schalteten sie die Laser ein. Sie rechneten, zählten und kamen zu dem Schluss, dass man mit der neuen Erfindung die Straße bei Geschwindigkeiten bis 260 km/h und noch mehr nicht schlechter kontrollieren kann.
Abgesehen von den durch Gesetz und gesunden Menschenverstand auferlegten Einschränkungen gibt es aus unserer Sicht einen sehr zwingenden Grund, solche Übungen auf öffentlichen Straßen nicht zu wiederholen: Wenn die TV-Kamera plötzlich erkennt, dass ein anderes Auto auf sie zufährt, schaltet sich das System sofort aus die Laser. Sich bei dieser Geschwindigkeit nur mit LEDs auf einer dunklen Straße wiederzufinden, ist ein nicht beneidenswertes Schicksal.
Aktuelle Erfolge
In der faszinierenden Welt des automobilen Lichts taucht seit einigen Monaten eine weitere Neuheit auf. Das Ding ist teuer, exklusiv, wenn auch viel weiter als Laserscheinwerfer, aus dem Reich der Science-Fiction. Die Rede ist von LED-Matrizen. Erstmals tauchten diese vor einigen Monaten beim überarbeiteten Audi A8 auf, heute werden sie auch für Modelle angeboten, wenn auch nicht billig, aber dennoch günstiger, wie TT. Den gleichen Weg gehen die Designer aus Stuttgart.
In diesem Fall geht es nicht um die abgegebene Lichtmenge – nach dieser Anzeige unterscheiden sich Matrixscheinwerfer nicht von herkömmlichen LED-Scheinwerfern – sondern darum, wie man diese Menge steuert. Das Fernlicht schaltet sich ein, wenn von der Kamera an der Windschutzscheibe der entsprechende Befehl gegeben wird. Nähert sich gleichzeitig ein anderes Auto auf der Gegenfahrbahn, wird das Fernlicht nicht ausgeschaltet. Ist es möglich? Ja, es ist möglich: Es werden nur die LEDs ausgeschaltet, die theoretisch in der Lage sind, den Fahrer eines entgegenkommenden Fahrzeugs zu blenden. Der Rest der Straße bleibt beleuchtet, und auf der Fahrspur, auf der sich das entgegenkommende Fahrzeug bewegt, bildet sich ein dunkler Fleck, der sich mit ihm fortbewegt.
Eine Art Scheinwerfer im Gegenteil: eine dunkle Zone in der Mitte des Bereichs, hell ausgeleuchtet durch Fernlicht. Doch damit nicht genug: Das System ist in der Lage, mehrere „Ziele“ gleichzeitig zu verfolgen und schafft so komfortable Zonen zum Beispiel für Fahrer von zwei Autos und einem auf der Gegenspur fahrenden Motorrad sowie für den Fahrer eines vorausfahrenden vorbeifahrenden Fahrzeugs. Bei Matrixscheinwerfern ist dies kein Problem, es können mehrere dunkle Stellen vorhanden sein. Nun, wenn das System plötzlich eine Person in einer dunklen Zone erkennt, warnt es den Fahrer: Zuerst blinkt es dreimal hell und dann beleuchtet es die Figur.
Laserscheinwerfer sind weit zu sehen
Um zu verstehen, wozu Laserscheinwerfer fähig sind, schauen Sie sich einfach das Diagramm unten an und vergleichen Sie den von ihnen beleuchteten Bereich mit dem von Abblend- und Fernlicht beleuchteten Bereich (wir sprechen von der neuesten Generation von LED-Scheinwerfern). Es ist zu beachten, dass der Lichtstrahl von Laserscheinwerfern viel schmaler ist, als wir es gewohnt sind.
- Das Abblendlicht "trifft" etwa 150 m, ihr Lichtstrahl ist asymmetrisch, die Gegenfahrbahn wird nicht beleuchtet.
- Fernscheinwerfer, sowohl Xenon als auch LED, beleuchten die Straße vor dem Auto für 200-300 m.
- Bei leichtem Nebel (was für unser Testgelände im italienischen Vairano zu bestimmten Jahreszeiten keine Seltenheit ist) fällt sofort eine Art scharfes und scharfes Licht von Laserscheinwerfern auf.
Die Lichtreichweite von Laserscheinwerfern kann laut Herstellerdokumentation 600 m erreichen. Achten Sie auf die Form des Lichtflecks - er ist schmal und lang.
Exklusiv in allem
Auf Wunsch sind für den BMW i8 Laserscheinwerfer erhältlich. Mit diesem Modell debütierten sie 2013. Wie ist das möglich, wenn der Verkauf von Scheinwerfern gerade erst beginnt? Ganz einfach: Im Juni 2013 wurden exklusiv auf den ersten acht Serienexemplaren des deutschen Sportwagens Laserscheinwerfer verbaut, die im Rahmen einer eigens in München arrangierten Feierstunde an die glücklichen Besitzer übergeben wurden. Technisch unterscheidet sich die Lösung nicht viel von dem, was wir beim Audi R8 gesehen haben, und der Lieferant für BMW ist der gleiche - Osram. Beim i8 sind auch Laser-Fernlichtscheinwerfer nicht anstelle der herkömmlichen, sondern zusätzlich installiert und schalten sich nur bei entsprechenden Bedingungen ein. Nun, wir lassen Ihnen völlige Freiheit bei der Wahl von Ausdrücken, die dem Optionspreis - 9750 Euro (in Europa) angemessen sind.
Matrix-Scheinwerfer. Das Spiel von Licht und Schatten
Hier sind die Aufgaben andere: möglichst nicht wie ein Laser zu leuchten, sondern andere Verkehrsteilnehmer vor der Blendung durch ein fernes Licht zu schützen. Zunächst wurden Matrixscheinwerfer nur beim A8 verbaut, doch nach einigen Monaten wurde der Ansatz demokratischer: Heute sind sie zum Beispiel für die neueste TT-Generation bestellbar. Die Option ist jedoch nicht billig - 2585 Euro (in Europa).
- Trotz entgegenkommender Fahrzeuge bleibt dieser Bereich voll ausgeleuchtet.
- Die Dunkelzone bewegt sich mit dem entgegenkommenden Fahrzeug.
- Der durch die gestrichelte Linie begrenzte graue Bereich wird durch das Abblendlicht beleuchtet.
- Das System erkennt auch Fahrzeuge, die sich in die gleiche Richtung bewegen. Um die Fahrer nicht zu blenden, erzeugen Matrixscheinwerfer auch dunkle Bereiche.
- Matrix-Scheinwerfer sind 25 LEDs, die sich auf Befehl der Elektronik ein-, ausschalten oder einfach dimmen lassen.
Mercedes hat sich auch für die Matrix entschieden
Im Jahr 2010 war der Mercedes CLS der zweiten Generation das erste Auto der Welt, das ausschließlich LEDs in den Scheinwerfern und Scheinwerfern hatte. Nach einer kürzlichen Neugestaltung erhielt die Stuttgarter Limousine die Option Active Multibeam Led - die gleichen Matrix-Scheinwerfer wie Audi, und sie funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Die Scheinwerfer werden separat angesteuert, was eine präzise Konturierung beleuchteter und unbeleuchteter Bereiche vor dem Fahrzeug ermöglicht. Die LEDs korrigieren die Größe dunkler Flecken sehr schnell und präzise, während der linke und der rechte Scheinwerfer unabhängig voneinander arbeiten. Jede Sekunde berechnen die elektronischen Komponenten hundertmal die optimale Konfiguration des Lichtflecks. Erste Informationen erhält das System von einer Kamera im oberen Bereich der Windschutzscheibe. Als Option wird in der Regel das Active Multibeam Led System angeboten. Ausnahme sind AMG-Modifikationen, die serienmäßig mit Matrix-Scheinwerfern ausgestattet sind.
"erweckte Bewunderung und Respekt bei anderen, und noch mehr. Es scheint, dass alles bereits erfunden ist und es nirgendwo anders für die Entwicklung von Automobiloptiken gibt, aber die Schöpfer von Laserscheinwerfern glauben nicht daran ...
LED-Scheinwerfer, wie alle anderen revolutionären Scheinwerfer für ihre Zeit, galten vor dem Aufkommen von Laserscheinwerfern als die effizienteste Lichtquelle, die von Autoherstellern immer noch aktiv in ihren Autos verwendet wird. Übrigens können sich heute nicht alle Autogiganten eine Serienproduktion leisten, in der Regel sind Autos des Premiumsegments mit solchen Scheinwerfern ausgestattet.
Bei Laserscheinwerfern ist es noch komplizierter und unübersichtlicher, diese Scheinwerfer sind eine Errungenschaft der Hochtechnologie, und ihre Herstellung erfordert besondere Bedingungen und viele verschiedene Elektronik, die tatsächlich schafft Laserstrahl... In diesem Bereich sind führende Hersteller von automobilen Lichtoptiken wie Osram, Philips, Valeo, Bosch und Hella aktiv.
Neben den führenden Herstellern von Laserscheinwerfern sind Autohersteller sehr interessiert. So präsentierte BMW im Jahr 2011 Laserscheinwerfer, die mit ihrem Konzept mit dem Codenamen i8 ihre eigenen Leistungen auf diesem Gebiet unter Beweis stellten. Wer das Geschehen bei BMW verfolgt, erinnert sich daran, wie aus dem Konzept nach wenigen Jahren ein vollwertiger Serien-Supersportwagen wurde.
Laserscheinwerfer BMW i8 Video
Einige Jahre später tauchten solche Scheinwerfer auch bei anderen BMW-Modellen auf. Das BMW Lasermodul wurde von den Ingenieuren von Osram entwickelt. Trotz der hohen Kosten für die Technologie selbst sowie die Kosten für Komponenten und Entwicklungen, Laserscheinwerfer erhielt die Zustimmung der Geschäftsleitung, die sich nicht einmal für die Tatsache schämte, dass das Vorhandensein von Laserscheinwerfern die Endkosten des gesamten Autos erheblich beeinflussen würde. Wichtiger für Entwickler und Projektleiter war die Führung in diesem Bereich sowie der Vorteil, den der Käufer nach dem Kauf seiner Idee erhält.
Nicht weniger aktiv ist der zweite Autoriese Audi in der "Laserrichtung". Der Audi R18 E-Tron Quattro und das Audi Sport Quattro Laserlight concept erhalten erstmals Laserscheinwerfer. Charakteristisch für die Audi Laserscheinwerfer ist, dass die Lasermodule ab einer Geschwindigkeit von 60 km/h aktiviert werden. Bis zu diesem Punkt wird die Straße von "gewöhnlichen" beleuchtet.
Laserscheinwerfer hergestellt von Audi besteht aus vier leistungsstarken Laserdioden, deren Glühkörperdurchmesser 300 Mikrometer beträgt. Diese Dioden sind in der Lage, einen blauen Lichtstrahl mit einer Wellenlänge in der Größenordnung von 450 nm zu erzeugen. Dank eines speziellen Leuchtstoffwandlers wird aus blauem Licht weiß (Farbtemperatur 5500 K). Laut Hersteller ist ein solches Licht am angenehmsten für das Auge und verursacht praktisch keine Ermüdung. Die Länge des Lichtstrahls selbst beträgt etwa 500 Meter.
Im Gegensatz zu unseren üblichen Lichtquellen (Glühlampen, Gasentladungslampen, LEDs) haben Laserscheinwerfer viele Vorteile. Alles beginnt damit, dass Laserstrahlung monochrom und kohärent ist, also die Wellen konstant gleich lang mit konstanter Phasendifferenz sind.
Lassen Sie uns die Vorteile von Laserscheinwerfern auflisten
- Auf diese Weise können Sie einen Lichtstrahl bilden, der der Natur sehr nahe kommt (ermöglicht es, einen bestimmten Bereich auszuleuchten).
- Der Laserstrahl ist auch im Vergleich zu Halogenen zehn stark. Die Länge des Laserstrahls erreicht 600 Meter, während das übliche Fernlicht nur 200-300 Meter erreicht (und das Abblendlicht ist noch schlimmer als 60-85 Meter).
- Laserscheinwerfer blenden nicht wie Xenon, da der Lichtstrahl genau auf den aufzufrischenden Punkt gerichtet ist. Betritt ein Lebewesen, beispielsweise eine Person, den Beleuchtungsbereich, schalten sich einige der Dioden sofort aus und beleuchten alles außer dem Bereich, in dem sich das lebende Objekt befindet.
- Laserscheinwerfer haben 30% weniger Stromverbrauch als klassische Pendants.
- Kompaktheit ist ein weiteres "Plus" für Laserscheinwerfer, sie können zu Recht als die kompaktesten aller existierenden bezeichnet werden. Die Lichtaustrittsfläche einer Laserdiode ist hundertmal kleiner als bei einer herkömmlichen LED, insofern benötigt ein Laserscheinwerfer bei gleicher Lichtleistung einen Reflektor mit nur 30 mm Durchmesser (zum Vergleich: Xenon hat 70 mm und Halogene haben im Allgemeinen 120 mm). Solche Fähigkeiten von Laserscheinwerfern ermöglichten es den Ingenieuren, die Größe der Scheinwerfer erheblich zu reduzieren, ohne zu verlieren, sondern im Gegenteil die Lichteffizienz zu erhöhen.
Ein paar Worte zur Funktionsweise
Der Laserscheinwerfer arbeitet in enger Interaktion mit dem Computer, der, gesteuert von den Daten der Sensoren, dafür sorgt, dass entgegenkommende Autos und Fußgänger nicht geblendet werden. Jeder Laserscheinwerfer enthält drei Dioden, die einen Lichtstrahl mit einer Leistung von etwa 1 W aussenden. Die Strahlen werden durch ein Spiegelsystem auf das fluoreszierende Element umgelenkt, nachdem dieses die Energie absorbiert hat, wird ein weißes Leuchten freigesetzt, das zu einem Lichtstrahl geformt wird.
Bei der Entwicklung von Laserscheinwerfern entstand eine weitere neue Technologie namens Dynamischer Lichtfleck(übersetzt aus dem Englischen - dynamische Punktbeleuchtung). Diese Entwicklung ermöglicht es, Fußgänger sowie andere Hindernisse im Fahrweg des Autos mittels einer Infrarotkamera zu erkennen. Nachdem das System ein Hindernis erkannt hat, wird es automatisch stärker hinterleuchtet, damit der Fahrer darauf achten und es sicher überwinden kann. Bezeichnenderweise erscheint der Tipp des Fahrers etwas früher, also bevor das Objekt durch das Abblendlicht beleuchtet wird. Dies ist notwendig, um den Fahrer abzusichern und ihm die Möglichkeit zu geben, sich auf die Durchführung bestimmter Manöver und Aktionen vorzubereiten.
Audi Laserscheinwerfer Video
Im Laufe des letzten Jahrhunderts hat sich die Entwicklung der Automobilbeleuchtung von Acetylenbrennern und Iljitsch-Glühbirnen zu modernen Optiken auf Basis von LEDs entwickelt. Heute können sich viele Autohersteller in gewissem Maße mit adaptiven Scheinwerfern rühmen, aber nur wenige kopieren sich nicht, sondern bieten etwas wirklich Durchbruch. Audi und BMW begannen fast zeitgleich mit der Arbeit an sogenannten Laserlicht-Technologien (und zerstritten sich sogar, wer der Erste war) und beide schafften es, ihre Ideen in Serienautos umzusetzen.
Minimaler Preis
4,49 Millionen Rubel
Höchstpreis
13,97 Millionen Rubel
Richtig, wenn Audi nur 99 Exemplare des Supersportwagens R8 LMX mit Laseroptik ausstattete, dann gibt es im Fall von BMW keine Exklusivität. Sie gehen in den Konfigurator der neuen Generation der 7er-Reihe, setzen ein Häkchen vor die Option BMW Laserlicht, lösen 251.200 Rubel für diese Option auf und holen sich ein bisschen automobile Zukunft, wenn Sie es sich natürlich leisten können. Was ist der Unterschied zwischen Laserbeleuchtung und konventioneller LED-Beleuchtung, da so viel Geld verlangt wird?
Erstens ist es richtiger, solche Optiken nicht als Laser, sondern als Laser-Phosphor zu bezeichnen. Das Design ist so angeordnet, dass mehrere Laserdioden einen Phosphor beleuchten – ein spezielles Bauteil, das Energie in Lichtstrahlung umwandelt. Das Ergebnis ist ein superstarker Lichtstrahl, der durch Brechungen und ein Reflektorsystem auf die Straße gelenkt wird. Der Laser selbst beleuchtet also nicht die Straße, sondern erzeugt nur die notwendige Energie.
Zweitens funktioniert die Laserbeleuchtung bei Stadtgeschwindigkeit nicht – für solche Lichtszenarien verfügt der BMW 7er über das übliche LED-Fern- und Abblendlicht, das bereits effizient arbeitet. Der Lasermodus wird zusätzlich zu den Hauptquellen bei längerer Fahrt mit einer Geschwindigkeit von über 70 km/h aktiviert, wenn keine anderen Lichtquellen, Gegenverkehr und zugehörige Fahrzeuge in der Nähe sind. Gleichzeitig leuchtet das Lasermodul die Straße nicht fächerartig aus – neben dem üblichen Strahl entsteht ein schmaler Lichttunnel, der mehr als einen halben Kilometer nach vorne „schießt“. Ideal für das Fahren mit hohen Geschwindigkeiten auf Autobahnen!
So beschreibt der Hersteller die Arbeit von BMW Laserlight:
Im Fernlichtmodus leuchten BMW Laserscheinwerfer einen Bereich von bis zu 600 Metern aus und verdoppeln damit fast die Reichweite herkömmlicher LED-Scheinwerfer. Dieser Modus wird bei Erreichen einer Geschwindigkeit von 70 km/h automatisch aktiviert. Die Scheinwerfer umfassen LED-Abblendlicht und LED-Fernlicht mit Lasermodul. Dank des blendfreien BMW Fernlichtassistenten und des integrierten adaptiven Kurvenlichts machen BMW Laserscheinwerfer Nachtfahrten noch angenehmer und sicherer. Der blendfreie BMW Fernlichtassistent erkennt die Anwesenheit anderer Verkehrsteilnehmer und verhindert gezielt deren Blendung.
Aus BMW Marketingmaterialien.
BMW verkauft den Kunden also wirklich nützliche Technik, die direkt die Fahrsicherheit verbessert. Die Regel funktioniert hier super - es gibt nie zu viel gute Beleuchtung (es gibt wenig Geld). Und wir wiederum sind einfach verpflichtet herauszufinden, wie viel so ein Laserlicht in der Praxis kostet. Nicht ab Werk verbaut, sondern aus dem Regal eines russischen BMW Verkäufers gekauft. Zum Beispiel bei der Restaurierung eines Autos, auch nach einem kleinen Unfall oder bei banalem Vandalismus. Autohersteller haben gelernt, die teuren und nachgefragten Teile gut zu verstehen.
Die hochwertige BMW Laserlight-Optik ist leicht an den blauen horizontalen Jalousien zu erkennen.
Um zu berechnen, wie viel die neue Optik kosten wird, haben wir traditionell die offiziellen BMW Händler in Moskau am Beispiel der 2017er BMW 730Ld Limousine mit entsprechender optionaler Beleuchtung befragt. Erste Nachrichten: Nur ein Scheinwerfer BMW Laserlight kostet verrückte 339 560 Rubel, dh diese Zahl muss mit zwei multipliziert werden. Die zweite Nachricht: Bei Problemen mit der Optik müssen Sie einige Zeit blind reisen, da die Wartezeit auf ein Teil aus Deutschland ca. 3 Wochen beträgt. Fügen wir hier die Kosten für die Installation und Anpassung von Scheinwerfern durch den offiziellen Dienst hinzu - 6.800 Rubel, und wir erhalten die endgültige Zahl von 685.920 Rubel!
Stellen Sie sich eine Szene vor: Sie kommen an einen Fußgängerüberweg und warten darauf, dass Autos anhalten, um Sie passieren zu lassen. Autos frieren ein, und direkt auf dem Zebrastreifen erscheint ein beweglicher Pfeil, der Sie einlädt, die Straße in völliger Sicherheit zu überqueren. Woher kommt dieses Bild? Gibt es ein eingebautes geschütztes Display auf der Straße, befindet sich ein Projektor am Laternenpfahl?
Nein, die Animation wird von den Scheinwerfern eines Autos gezeigt, das angehalten hat, um Sie einzulassen. Diese und viele andere zukunftsträchtige Technologien „Popular Mechanics“ demonstrierten Spezialisten des Unternehmens Audi, die überzeugt sind: Scheinwerfer sind für ein Auto – dass Augen für einen Menschen sind und ein Kommunikationsmittel und ein Spiegel der Seele.
Mit einem Gerät mit DMD-Mikrospiegeln, ähnlich denen von Videoprojektoren, haben die Ingenieure dem Laserscheinwerfer nahezu grenzenlose Möglichkeiten gegeben, darunter die Erstellung einer unbegrenzten Anzahl von Schattenzonen und die Projektion von Grafiken auf die Straße.
Straßenkino
Wir haben im Juli letzten Jahres ausführlich über die Funktionsweise von Laserscheinwerfern geschrieben. So ein Scheinwerfer stellt bereits einen zwar seltenen, aber immer noch serienmäßigen Sportwagen Audi R8 LMX zur Schau. Vier Laser-LEDs mit jeweils nur 0,3 mm Durchmesser bilden einen einzigen monochromen blauen Strahl mit einer Wellenlänge von 450 nm. Der Laserstrahl ist keine Lichtquelle, sondern dient nur als Energiequelle für den Phosphor-Konverter. Seine fluoreszierende Zusammensetzung emittiert sichtbares Licht.
Wir schätzten die Vorteile von Laserscheinwerfern im Tunnel: Ihr Abblendlicht durchflutete buchstäblich den gesamten Raum, während LED-Scheinwerfer nur in der Dämmerung die Umrisse entfernter Objekte zeigten. Die Reichweite von Laserscheinwerfern ist doppelt so hoch wie bei herkömmlichen Gegenstücken und kann bis zu 600 m betragen.Wichtig ist, dass ihr Licht in der Farbtemperatur (5500 K) dem Tageslicht möglichst nahe kommt, das Auge angenehm ist und nicht ermüdet.
Ein so leistungsstarker Scheinwerfer lässt sich natürlich nur in Verbindung mit einer automatischen Fernlichtsteuerung einsetzen: Eine ungewollte Blendung entgegenkommender Autofahrer sollte komplett ausgeschlossen werden. Beim Audi R8 LMX überwacht eine Videokamera ständig die Anwesenheit entgegenkommender und zugehöriger Fahrzeuge und dimmt bei Bedarf das Licht blitzschnell.
Bei der Entwicklung einer vielversprechenden Matrix-Laser-Scheinwerfertechnologie gingen die Ingenieure noch weiter und kombinierten die Designs eines Laserprojektors und eines Videoprojektors. Von letzterem bekam der Scheinwerfer ein DMD (Digital Micromirror Device) - ein Gerät mit digitalem Mikrospiegel. Es ist eine Matrix aus Hunderttausenden von mikroskopischen Spiegeln, von denen jeder einige Hundertstel Millimeter groß ist. Die Spiegel sind mittels Mikroschleifen auf einem Halbleiter-Mikroschaltungssubstrat montiert. Mithilfe eines elektrostatischen Feldes können sie sich mit einer Frequenz von bis zu 5000 Mal pro Sekunde in verschiedenen Winkeln drehen und mehr oder weniger Licht vom Phosphorkorrektor in die Fokussierlinse reflektieren.
Mit der Verwandlung des Scheinwerfers in einen Videoprojektor schlugen die Audi-Ingenieure zwei Fliegen mit einer Klappe. Erstens waren sie die beste Lösung für das Problem, andere Verkehrsteilnehmer zu blenden. Der Matrix-Laserscheinwerfer kann für sie eine unbegrenzte Anzahl von Schattenzonen erzeugen und gleichzeitig die Straße kontinuierlich mit hellstem Fernlicht ausleuchten.
Zum anderen macht DMD den Scheinwerfer zum Kommunikations- und Fahrerassistenzmittel. Ein leistungsstarkes Laser-Fernlicht wird erst außerhalb der Stadt bei Geschwindigkeiten über 60 km/h benötigt. In der Stadt kann er als Hinweis dienen. In engen Baustellen und auf engen Parkplätzen kann der Scheinwerfer die Maßlinien des Fahrzeugs direkt auf die Straße projizieren, wodurch die Breite der Karosserie leichter an den verfügbaren Platz angepasst werden kann. In der Abenddämmerung wird sie Straßenschilder hervorheben, damit sie nicht unbemerkt bleiben.
Vielleicht projizieren solche Scheinwerfer in Zukunft ein kontrastierendes Muster direkt vor dem Auto auf die Straße, um um die Ecke vor seinem Auftreten zu warnen. Und die sich bewegenden Pfeile auf dem "Zebra" sagen dem Fußgänger, dass das Auto vollständig angehalten hat und Sie die Straße sicher überqueren können.
Leuchtendes Gedeihen
Es stellt sich heraus, dass nicht nur Musiker, sondern auch Künstler Live-Konzerte geben können. Cesar Muntada Roura, Leiter Lichtdesign, versammelt die Journalisten um seinen Schreibtisch, nimmt ein großes Blatt strukturierten schwarzen Kartons und zeichnet mit einem weißen Bleistift das dynamische Bild des Audi TT mit einem weißen Bleistift nach. Er erklärt, wie nicht mehr als ein Dutzend fallende Linien den aggressiven und erkennbaren Stil eines Sportwagens definieren. Und dann, mit einem Schlussakkord, setzt Cesar nur ein paar Striche und zeigt, wie voll und ganz die gleichen Werte durch das Design der Scheinwerfer vermittelt werden können.
Das Lichtsignaturkonzept von Audi geht davon aus, dass jedes Modell des Unternehmens sein eigenes Tagfahrlichtmuster trägt, das den Charakter des Autos von den aggressiven TT-Diagonalen bis zu den massiven Parallelen des Q7 offenbart. Die Entwicklung des Tagfahrlichts bei Audi-Modellen in den letzten Jahren zeigt deutlich, wie schnell sich die Lichttechnologien entwickeln: Bestand das Tagfahrlicht 2008 noch aus mehreren klar unterscheidbaren LEDs, so leuchten sie heute absolut gleichmäßig (oder, wie Experten sagen, homogen) Streifen.
Um das Licht in solchen Fällen zu streuen, wird ein Polymermaterial verwendet, das wie Plexiglas aussieht, in dem sich viele Luftblasen befinden. Die Eigenschaften des Lichtelements - Homogenität, Helligkeit, Effizienz - hängen vom Durchmesser und der Anzahl dieser Hohlräume ab. Moderne Diffusoren ermöglichen den Einsatz von viel weniger LEDs, die einen Abstand von mehr als zehn Zentimetern haben. Geschäumte Polymere gelten als vielversprechendes Material für Diffusoren, die durch ihr geringes Gewicht und völlige Freiheit bei der Herstellung komplexer Formen bestechen.
Wahrscheinlich wird die nächste Generation des Tagfahrlichts Lichtfasern verwenden – flexible Filamente aus polymeren Materialien oder Quarzglas. Sie sind platzsparend, da Sie die Lichtquelle tief im Scheinwerfergehäuse platzieren können. Fasern können am Ende (Lichtwellenleiter) oder über ihre gesamte Länge Licht emittieren. Sie können verwendet werden, um gewebte Leuchtstoffe herzustellen.
Audi-Spezialisten betrachten die Dreidimensionalität als einen der Haupttrends bei der Gestaltung von Beleuchtungskörpern: Aus verschiedenen Blickwinkeln sollen sie anders aussehen und ein skurriles Spiel komplexer Formen erzeugen. Die Molded Interconnected Device (MID)-Technologie hilft Ihnen, anspruchsvolle künstlerische Ideen zu verwirklichen. Das MID 3D-Gerüst ist aus polymerbeschichtetem Metall geformt. Mit einem Laser wird der Stromkreis darauf aufgebracht: Das Polymer verdampft und das Metall wird freigelegt. Die resultierenden Metallschaltungen werden durch Galvanisieren verstärkt – sie können nun Hochleistungs-LEDs mit Strom versorgen.
Die wichtigste Scheinwerfertechnologie der Zukunft sind Siliziumlinsen. Sie ermöglichen es Ihnen, sehr kleine Krümmungsradien zu erzeugen, was wiederum die geringe Größe des Objektivs selbst im Vergleich zum Gegenstück aus Glas bedeutet. Silizium ist leichter als Glas und verträgt hohe Temperaturen besser.
Der Traum der Audi-Ingenieure und -Designer ist ein Auto, das vollständig mit einer Schicht organischer Leuchtdioden OLED bedeckt ist, die alle leuchten und hochauflösende Videoeffekte zeigen. Dies ist theoretisch möglich, da die einzelnen lichtemittierenden Elemente von OLEDs mikroskopisch klein sind und in einer sehr dünnen Schicht auf ein Substrat aufgebracht werden können. In der Praxis wird dies jedoch auf absehbare Zeit nicht zu erreichen sein: Organische LEDs sind zu empfindlich gegenüber Temperaturänderungen und vertragen keinen Kontakt mit Wasser. Daher benötigen sie vorerst einen Schutz mit einer dicken Glasschicht, die nur in einer Ebene gebogen werden kann.
Hightech unter Aufsicht
Neben konzeptionellen Beleuchtungsgeräten, die, wenn sie in Serie gehen, nur ein oder zwei Jahrzehnte dauern wird, entwickeln Audi-Labore ausgeklügelte Lösungen, die morgen dafür gerüstet sind. Eines der eindrucksvollsten Beispiele ist der Laser-Nebelscheinwerfer. Dabei handelt es sich um einen roten Scan-Laser, der hinter dem Fahrzeug einen dünnen Querstreifen auf die Fahrbahn zeichnet. Das ist alles.
Bei klarem Wetter ist dieser Streifen für andere Verkehrsteilnehmer praktisch unsichtbar. Im Gegensatz zu herkömmlichen Nebelschlussleuchten blendet sie den Fahrer nicht und lenkt sie nicht ab, selbst wenn der fahrlässige Besitzer vergessen hat, sie auszuschalten. Aber im Nebel wird der Laserstrahl selbst sichtbar und hinter dem Auto erscheint ein leuchtend rotes Dreieck.
Die Lichttechnik ist eine sehr konservative Branche. Die Arbeit von Beleuchtungsgeräten steht in direktem Zusammenhang mit der Verkehrssicherheit, daher werden ihre Struktur und Eigenschaften von staatlichen Stellen streng geregelt. Lobbyisten arbeiten eng mit Designern und Technologen zusammen, um den Beamten neue Entwicklungen zu zeigen und deren Vorteile für die Verkehrssicherheit zu rechtfertigen.
Bei einigen Entwicklungen, wie zum Beispiel einem Laser-Nebelscheinwerfer, ist die Gesetzgebung das Haupt- oder einzige Hindernis für die Einführung in die Serie. Glücklicherweise hat die Erfahrung gezeigt, dass dieses Hindernis vorübergehend ist. Sonst würden wir Audi Autos nicht auf unseren Straßen sehen, sportlich-dynamische Fahrtrichtungsanzeiger und flackernde Bremslichter beim Vollbremsen.
Lichtquellen für ein Auto sind das wichtigste System, mit dem Sie die Fahrzeugsicherheit und Fahrzeugkontrolle bei schlechten Sichtverhältnissen erhöhen können.
Natürlich versuchen die Autohersteller, ihre Lichttechnologien ständig zu verbessern: Zuerst verwendeten sie konventionelle, dann begannen sie mit LED-Quellen und Leuchtdioden, jetzt kam es zu einem Laserscheinwerfer für ein Auto.
Das Funktionsprinzip und das Gerät von Laserscheinwerfern
Einige Leute schlugen Alarm, nachdem sie fantastische Filme gesehen und die ersten Nachrichten über das Erscheinen von Laserscheinwerfern für ein Auto gehört hatten - diese Lichtquelle soll nicht nur entgegenkommende Autofahrer blenden, sondern auch die Netzhaut des menschlichen Auges beeinträchtigen , zerstört es.
Tatsächlich haben die Entwickler dieser Technologie dieses Problem dank einer besonderen Herangehensweise an das Design ihrer Systeme und das Funktionsprinzip längst gelöst:
- Laser werden nur verwendet, um ein spezielles Element zu erhitzen - Phosphor.
- Phosphor verwandelt sich beim Erhitzen in eine leistungsstarke Lichtquelle, die die Straße fokussiert und sie effektiv ausleuchtet.
Darüber hinaus haben die Entwickler bei ihren Laser-Nebelscheinwerfern folgende Prinzipien umgesetzt:
- Automatisches Abschalten von Geräten bei einem Verkehrsunfall, bei dem die Scheinwerfer beschädigt werden können.
- Das Vorhandensein spezieller Sensoren, die Informationen über alle entgegenkommenden Objekte und Änderungen in der Straßenkonfiguration lesen. Danach kann das Computersystem des Autos unabhängige Entscheidungen über die Reduzierung der Intensität des emittierten Lichtstrahls treffen.
Technologievorteile
Es ist klar, dass solche Lichtquellen automatisch die Anschaffungskosten des Fahrzeugs erhöhen, in dem sie verwendet werden. Daher haben Autofahrer eine völlig logische Frage - was sind die Vorteile dieser Technologie? Es gibt mehrere davon:
- Pure Beleuchtung - die Quelle gibt absolut weißes Licht ab, das Objekte und deren Umrisse überhaupt nicht verzerrt.
- Laserscheinwerfer können die Straße in einer Entfernung von bis zu 600 Metern ausleuchten.
Letzterer Faktor ist sehr wichtig, da Sie sich nachts mit ziemlich hohen Geschwindigkeiten außerhalb der Stadtgrenzen bewegen können, während Sie sich und dem Auto ein akzeptables Maß an Sicherheit bieten.
Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte
Die ersten offiziellen Informationen zu dieser Technologie erschienen 2011. Es ist nicht verwunderlich, dass zwei bedeutende deutsche Unternehmen - BMW und AUDI - Vorreiter in dieser Richtung der Entwicklung von automobilen Lichtsystemen wurden.
Die ersten waren Vertreter von BMW, die 2011 der Weltöffentlichkeit ein Konzeptfahrzeug namens i8 präsentierten, das eine ähnliche Technologie in hochwertiger Ausstattung erhielt. Genau drei Jahre später betrat der deutsche Sportwagen die Bühne der Massenproduktion und ist jetzt natürlich für einen ziemlich hohen Geldbetrag ab zehn Millionen Rubel und mehr erhältlich.
Audi präsentierte seine Version einige Monate später, im selben 2011. Jahr. Aber im Gegensatz zu Mitbewerbern war es sofort das Serienmodell des R18 E-tron Quattro. Gleichzeitig präsentierte der Autohersteller sein nächstes Konzept (Sport Quattro Laserlight) mit einem ähnlichen Lichtsystem.
Das heißt, Menschen, die davon träumen, ihr eigenes Fahrzeug mit Laserlichtquellen auszustatten, können derzeit nur zwischen einer begrenzten Anzahl von Automarken zweier deutscher Unternehmen wählen – alle anderen Autohersteller haben die Entwicklung ähnlicher Technologien noch nicht angekündigt .