Lichttechnik – Viel mehr als nur Beleuchtung

Licht ist ein wichtiges Thema im Automobilbau. Das geht weit über das Sehen und Gesehenwerden hinaus: Moderne Lichtsysteme sind intelligent und hochkomplex. Sie leuchten nicht nur die Fahrbahn taghell aus und blenden andere Verkehrsteilnehmer exakt aus dem Lichtkegel aus, sie können auch potenzielle Gefahren mit einem Spotlicht beleuchten und vorausschauend agieren, weil sie bereits wissen, ob eine Kurve kommt, eine lange Gerade oder eine Ortschaft. Und schon bald werden uns die Autoscheinwerfer Hinweise auf die Straße leuchten.

Während sich die Technik extrem schnell erneuert, ist Licht schon lange ein wichtiges Gestaltungselement: Nicht nur die Form der «Gläser» der Scheinwerfer und Rücklichter tragen zum Aussehen moderner Autos bei, dank moderner LED-Technik spricht man heute von einer Lichtsignatur, die die Designsprache einer Marke entscheidend prägt. Doch der Blick nach vorn zeigt, dass das Autolicht noch weiter an Bedeutung gewinnen wird: Wenn dereinst die Autos selbstfahrend und quasi lautlos durch die Städte rauschen, kann das Fahrzeug via Lichtsysteme mit der Umgebung kommunizieren.

Wie viele andere Technologien erleben auch die Lichtsysteme der Autos in den letzten Jahren eine enorm beschleunigte Entwicklung. Zu Beginn der Automobilgeschichte Ende des 19. Jahrhunderts erhellten Kerzen, eingesetzt in Laternen, die Straßen ein klein wenig. Kurz nach der Jahrhundertwende folgte mit der Karbidlampe der erste große Entwicklungsschritt. 1925 brachte Osram mit der Bilux-Lampe eine Glühbirne mit kombinierter Fern- und Abblendlichtfunktion auf den Markt – ab da war das Autolicht elektrisch. Deutlich mehr Licht ins Dunkel brachten die ersten Halogenbirnen, die ab 1962 nach und nach in Autos eingesetzt wurden und die bis heute noch verwendet werden, inzwischen mit wesentlich größerer Leuchtkraft.

Ein weiterer Meilenstein war das Xenonlicht, das 1991 erstmals im BMW 7er eingesetzt wurde. Diese Gasentladungslampen sorgten allerdings für Diskussionsstoff, weil diese viel helleren Scheinwerfer den Gegenverkehr blendeten. Die Folge war die Entwicklung intelligenter Lichtsysteme: 2006 brachte Mercedes-Benz ein Scheinwerfersystem mit fünf verschiedenen Lichtfunktionen auf den Markt, das den Gegenverkehr deutlich weniger blenden sollte.

Mit der Einführung der LED-Technik ab 2008 konnte das Problem des Blendens ganz gelöst werden. Das Zauberwort heißt Matrix-Licht: Diese Systeme, bestehend aus diversen Leuchtdioden, leuchten die Straße immer voll aus und «schneiden» einzelne Bereiche aus dem Lichtkegel, etwa andere Verkehrsteilnehmer oder Häuser in Ortschaften.

LED-Licht, mit oder ohne Matrix-Funktion, hat sich inzwischen bis ins Kleinwagensegment etabliert. Es ist vergleichsweise günstig und langlebig, verbraucht wenig Strom und kann als zusätzliches Gestaltungselement genutzt werden. Die Matrix-Systeme werden laufend verfeinert, ihre Software wird intelligenter, die Komponenten dank Skaleneffekten immer günstiger – sie werden mittelfristig zum Standard in allen Klassen.

Hochpreishersteller wie BMW und Audi bieten in einigen Modellen Laserlicht an, das den Fernlichtbereich stark vergrößert: «Das Laserfernlicht von BMW reicht bis zu 600 Meter weit – und damit doppelt so weit wie bisher mit dem LED-Fernlicht üblich», sagt Roland Fiederling, Applikationsingenieur bei Lichtsystementwickler Osram.

Das Herzstück ist ein Chip namens Digital Micromirror Device (DMD). Auf ihm sind 420.000 einzeln verstellbare Mikrospiegel, deren Kantenlängen etwa einem Fünftel der Breite eines menschlichen Haares entspricht. Sie können einzeln und in Echtzeit verstellt werden, bis zu 5000-mal in der Sekunde. Der gebündelte Strahl wird durch einen Konverter geleitet, der den blauen Laserstrahl in weißes Licht umwandelt und direkt auf den DMD-Chip lenkt. Dort wird das Licht von den 420?000 Spiegeln in kleine Pixel zerlegt und über eine Linse so auf die Fahrbahn projiziert, wie es die Situation gerade verlangt.

Noch ist Laserlicht teuer und der Mehrwert gegenüber den Voll-LED-Scheinwerfern im Verhältnis zum Preis zu gering, als dass sich dieses System in naher Zukunft bis in die günstigen Fahrzeugsegmente durchsetzen würde.

Wichtiger als die Beleuchtung der Fahrbahn ist Kommunikation

Licht wird im Automobilbau künftig aber noch wichtiger. Bei selbstfahrenden Autos ist nicht mehr die Beleuchtung der Straße entscheidend, sondern die Kommunikation mit dem Umfeld. Lichtsysteme könnten etwa Fußgängern und Fahrradfahrern signalisieren, was das autonome Auto als Nächstes vorhat. «Wir stoßen in der Lichttechnik völlig neue Türen auf, weil das Auto jetzt mit seinem Licht differenziert nach außen kommunizieren kann», sagt Stephan Berlitz, bei Audi für die Lichtentwicklung zuständig. Und auch im Innenraum wird intelligentes Licht unverzichtbar: Schon heute zeigen LED-Leisten Fahrzeuge im toten Winkel oder nahe Objekte durch farbliche Veränderung an.

(L'essentiel)