Liquid Crystal HD-teknik möjliggör helt adaptiv ljusfördelning i realtid.
- Integration av en LCD-display (Liquid Crystal Display) i en LED-strålkastare öppnar upp för nya möjligheter inom ljusteknik för fordon.
- Så kallade LCD-strålkastare anpassar ljusfördelningen intelligent, steglöst och i realtid efter olika trafiksituationer.
- 30 000 pixlar möjliggör förutom en helt adaptiv ljusfördelning även projicering av symboler.
Ljus- och elektronikexperten Hella har tillsammans med bland annat Merck, institutet för storskalig mikroelektronik (IGM) vid Universitetet i Stuttgart, Porsche och Universitetet i Paderborn utvecklat och byggt en strålkastare baserad på en LCD-display (Liquid Crystal Display). Tekniken används till exempel redan på Home Entertainment-området.
– För första gången har vi nu integrerat Liquid Crystal HD-teknik i ett fordon. Den höga upplösningen och detaljskärpan erbjuder helt nya möjligheter inom ljusteknik för fordon, säger Dr Michael Kleinkes, utvecklingschef för ljusteknik på Hella.
Teknik för autonom körning
Den nya LCD-strålkastaren projicerar totalt 30 000 pixlar på vägen. Det gör att ljusbilden kan anpassas steglöst efter olika körsituationer på ett intelligent sätt och i realtid.
– Användningen av en LCD-display är ytterligare ett steg i digitaliseringen av ljuset, säger Christian Schmidt, chef för ljusteknisk prototyputveckling på Hella.
Det innebär att anpassningen av ljusbilden kommer att styras av mjukvara i allt högre utsträckning i framtiden. På så sätt får föraren bästa möjliga sikt på vägen. Enstaka segment, i vilka till exempel andra trafikanter eller starkt reflekterande trafikskyltar befinner sig, kan tonas ut eller dimras selektivt. Även högkomplexa funktioner är möjliga: Navigeringspilar eller linjer som visar det idealiska körfältet kan projiceras på vägen.
– LCD-tekniken möjliggör funktioner som även är relevanta för autonom körning. Vi kommer därför att börja serietillverka tekniken, säger Christian Schmidt.
Hur funkar tekniken?
Huvudkomponenten i strålkastaren är LCD-displayen. Denna befinner sig mellan LED-ljuskällan och projektorlinsen. Displayen genererar en matris med 100 x 300 bildpunkter som kan aktiveras och dimras individuellt. En kamera som är monterad i fordonet och en sensor som optiskt mäter avstånd och hastigheter (Light detection and ranging Sensor – LiDAR) vidarebefordrar information om omgivningen till en dator i strålkastarens styrenhet. Sensorn styr de enskilda bildpunkterna på displayen upp till 60 gånger i sekunden. Som ljuskälla används 25 stycken ljusstarka LED:er som är placerade i tre rader. Ljusstyrkan hos varje LED anpassas efter den aktuella belysningssituationen.
Resultatet av omfattande samarbete
LCD-strålkastaren är resultatet av ett forskningsprojekt där Hella utvecklade konceptet för det optiska systemet. Utgångspunkten var systemkraven från biltillverkaren Porsche och forskningsinstitutet för ljusteknik och mekatronik vid universitetet i Paderborn (L-LAB). En annan av Hellas uppgifter var att säkerställa en högre systemeffektivitet och ett termokoncept som garanterar modulens lämplighet för fordon. För detta krävdes en flytande kristall som utvecklades av Merck speciellt för detta ändamål. Med hjälp av dessa kemiska komponenter utvecklade och tillverkade IGM vid Universitetet i Stuttgart prototyp-displayer.
Elmos Semiconductor designade och tillverkade innovativa elektroniska halvledarkomponenter som sedan integrerades (genom så kallad embedding) av Schweizer Electronic på kretskortet på ett helt nytt sätt. Med denna teknik skapade experterna en tillförlitlig, effektiv och platsbesparande styrning av LED-belysningsenheten. Hella skötte integreringen av de olika komponenterna i det övergripande systemet och utvecklade ett gränssnitt mellan ljusstyrningen och strålkastaren. En prototyp togs fram, som – integrerad i en Porsche Panamera – för närvarande testas i realistiska körsituationer av Universitetet i Paderborn.
Till följd av den ökande trafiken och det ökade behovet av säkerhetslösningar blir intelligenta belysningssystem allt viktigare. Här möjliggör LCD-tekniken helt nya funktioner och möjligheter. Dessutom är användningen inte begränsad till enbart personbilar. Andra meningsfulla användningsområden är lastbilar och bussar.
