Technik: Neues Lichtdesign

In den Anfangsjahren war Autofahren Teamarbeit: Der langsam heran knatternden Motorkutsche ging ein Bediensteter voran, der eine Lampe hoch hielt. Er leuchtete den Weg und warnte gleichzeitig vor dem, was da an Höllenmaschine nahte. Geht es nach der Phantasie der Audi-Entwickler, dann steht uns in ein paar Jahren die moderne Version dieser Leucht-Symbiose bevor. Zu den Gedankenspielen der Ingolstädter Ingenieure gehört auch ein Zukunftsauto, dem eine fliegende Lichtdrohne vorauseilt und dabei gezielt Objekte und Sehenswertes anleuchtet. Starwars, Futurama und der Wüstenplanet lassen grüßen.

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Audi Scheinwerfer-Drohne (Animation) [0:55]
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Lichtdesign bei den großen Automobilherstellern besteht längst nicht mehr in der relativ simplen Aufgabe: immer heller, immer weiter. Zum nachhaltigen Erkennungsfaktor für Automarken und -modelle sind Scheinwerfer, Tagfahrlicht und Rückleuchten spätestens mit dem Vormarsch der LED-Leuchten avanciert. Der Blitzpfeil des Opel Insignia, die schrägen Leuchtlinien an der S-Klasse oder die gezackte Umrandung der Scheinwerfer bei Audi - längst sind Autos nicht nur bei Tag und am Kühlergrill im Rückspiegel zu erkennen. Auch nachts lassen sie keinen Zweifel mehr, wer einem da im Nacken drängt.

Der nächste Schritt war, das Licht heller und weiter leuchten zu lassen - ohne den Gegenverkehr zu blenden. Autobauer und Zuliefere entwickelten weit strahlende, nahezu unkaputtbare LED-Scheinwerfer und intelligente Abblendautomatiken, ausgeklügelte Systeme, um den Leuchtkegel partiell abzudecken und so Blendungen zu vermeiden. Preislich liegen Xenon- und LED-Scheinwerfer mittlerweile auf einem Niveau", sagt Uwe Kostanzer, Leiter Entwicklung Lichtsysteme bei Mercedes-Benz. "Daher haben wir uns von dem Xenonlicht in der Entwicklung komplett verabschiedet."

Zumindest bei BMW und Audi sind allerdings auch LEDs schon auf dem Weg ins Museum: Die beiden bayerischen Premiumhersteller liefern sich ein heißes Kopf-an-Kopf-Rennen bei der Entwicklung von Laser-Leuchtsystemen. BMW hatte die Laseroptik für seinen Elektrosportler i8 angekündigt, Audi rüstete flugs seine Le Mans-Boliden mit Lasern aus und beanspruchte so das automobile Erstgeburtsrecht am streng gebündelten Lichtstrahl für sich.

Ein Chip, der 420.000 einzeln steuerbare Mikrospiegel trägt, teilt das Licht eines Lasers in kleine Pixel auf

Unterdessen bringt der Hahnenkampf der Bayern beachtliche Ideen und Ergebnisse hervor: Darin, wie sich die enorme Lichtausbeute im Alltag technisch beherrschen läßt genau so wie darin, was man damit alles noch machen kann, außer einfach nur weit und gezielt leuchten. Waren es bisher vor allem LEDs, die hinter der Matrix-Technik für Strahlkraft sorgten, so nutzt Audi dafür mittlerweile Laser.

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Audi: The Swarm [1:52]
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DMD ist das Kürzel für diese Technologie: Digital Micromirror Device. Ein Chip, der 420.000 einzeln steuerbare Mikrospiegel mit jeweils einer Kantenlänge von ein paar Hundertstelmillimeter trägt, teilt das Licht eines Lasers in kleine Pixel auf. Dadurch läßt sich die Lichtverteilung für jede Fahrsituation ganz präzise steuern - jeder Spiegel kann pro Sekunde bis zu 5.000 mal gekippt werden. Je nach Stellung des Spiegelchens wird das Licht von ihm auf die Straße reflektiert - oder eben nicht.

Beispiel Gegenverkehr. Ein per Frontkamera erkanntes, entgegen kommendes Fahrzeug wird dann nicht mehr als ganzes im Leuchtstrahl ausgeblendet, sondern ganz gezielt nur der Bereich der Frontscheibe, um eine Blendung des Fahrers zu verhindern. Der ausgeblendete Bereich kann zudem dynamisch verändert werden, wenn der Gegenverkehr näher kommt und links vorbei zieht. Beispiel Verkehrsschild. Ein Problem des mit 340 Lux extrem hellen Lasers besteht darin, dass der Lichtstrahl von einem mit retroreflektierender Folie beschichtetem Verkehrsschild um ein vielfaches heller zurückgestrahlt werden kann. Die Mikropixel können nun ganz gezielt das Verkehrsschild aus dem Lichtstrahl "ausschneiden" und so die Reflexion vermeiden.

Wenn Ingenieure und Designer erst einmal angefangen haben mit dem Brainstormen, lassen sie sich nur noch schwer stoppen

Wie hell das Laserlicht aus einem Autoscheinwerfer sein kann, verdeutlicht Stephan Berlitz, Leiter der Lichtentwicklung bei Audi, mit einem Beispiel: Nach oben gerichtet würde der Laserscheinwerfer noch in der Raumstation ISS wie ein "mittelheller Stern wahrgenommen".

Daneben bietet die Kombination von Laser und Spiegelmatrix aber auch ganz neue Möglichkeiten zur Unterstützung des Fahrers. Im Baustellenbereich etwa lassen sich zwei helle Streifen auf die Fahrbahn voraus projizieren. Der Fahrer kann also genau abschätzen, ob sein Auto beim Überholen noch zwischen Lastzug und Leitplanke passt. Fußgängern kann nachts durch gebeamte Fußspuren angezeigt werden, dass man langsam macht, und sie vor dem Fahrzeug die Fahrbahn passieren läßt. Registriert die Fahrzeugkamera Gegenverkehr, kann der Mikromatrix-Scheinwerfer ein "Stop" auf die Fahrbahn vor den Fußgänger malen und ihn so vorwarnen.

Doch wenn Ingenieure und Designer erst einmal angefangen haben mit dem Brainstormen, lassen sie sich nur noch schwer stoppen. Ein weiteres Ergebnis sind Materialien und Verfahren, "mit denen Licht lebendig wirkt und sich bewegt", wie es Cesar Muntada Roura, Leiter des Lichtdesigns bei Audi, beschreibt. So wird das Fahrzeugheck zu einer durchgängigen, breiten Lichtfläche, auf der sich zahllose Leuchtpunkte in verändernden Farben und Formen bewegen wie Fische in einem Schwarm. Wenn der Fahrer nach rechts abbiegt, fließt der Lichtschwarm nach rechts, beschleunigt er, wird auch die Bewegung des Schwarms schneller. Auch das soll dem Hintermann immer anzeigen, was der Fahrer vor ihm gerade unternimmt.

In der Entwicklung ist aber auch ein Laser-Schlusslicht, dass bei Regen und Schnee die Gestalt eines Warndreiecks annimmt oder auf der Straße mit einem deutlich sichtbaren Strich aus Licht Sicherheitsabstände anzeigt: Bis hierhin und nicht weiter.

"Sicher - vieles von dem, was sich die Ingenieure ausdenken, wird eine (fixe) Idee bleiben. Doch nur wer seine Gedanken fliegen läßt, findet Neues." Jürgen Wolff

Stand: 17.02.2015	Artikel bookmarken
Text: Jürgen Wolff	Auf Artikel linken
Fotos: Hersteller	http://goo.gl/QXNqW2
Ort: Ingolstadt