Mon Sep 16 2019

09 16

Real-time adaptieve lichtverdeling

29/06/2017

Door Ad Spijkers

In het kader van een onderzoeksproject naar volledig adaptieve voertuigverlichting heeft een Duits consortium onder leiding van verlichtingsfabrikant Hella een koplamp op basis van een LCD ontwikkeld en ingebouwd.


     

De nieuwe LCD-koplamp projecteert in totaal 30.000 pixels op de weg. Daarmee kan het lichtbeeld intelligent, traploos en real-time aan verschillende rijsituaties worden aangepast. Het gebruik van Liquid Crystal Displays is een verdere stap in de digitalisering van verlichting, aldus Hella. Dat betekent dat de aanpassing van het lichtbeeld in de toekomst meer en meer door software zal worden aangestuurd. De chauffeur krijgt daarmee het best mogelijke zicht op de weg.

Afzonderlijke segmenten, waarin zich bijvoorbeeld andere verkeersdeelnemers of sterk reflecterende verkeersborden bevinden, kunnen doelgericht worden gedimd. Ook zijn zeer complexe functies denkbaar: op de weg kunnen navigatiepijlen of lijnen die de ideale rijstrook aangeven, worden geprojeceerd. De LCD-technologie maakt functies mogelijk die ook relevant zullen zijn voor automatisch rijden. Hella wil de technologie daarom rijp maken voor serieproductie.

LCD als kerncomponent

De kerncomponent van de koplamp is het LC-display, bekend van televisies en HMI's. Het display bevindt zich tussen de LED-lichtbron en de projectielens. Het display genereert een matrix van 100 x 300 veldpunten die afzonderlijk kunnen worden in- en uitgeschakeld. Een in het voertuig ingebouwde camera en een sensor die optische afstanden en snelheden meet (Light detection and ranging sensor ofwel LiDAR) geven de omgevingsinformatie via een computer door aan de besturing van de koplamp.

De afzonderlijke pixels van het display worden tot zestig maal per seconden aangestuurd. Als lichtbron worden 25, in drie rijen geplaatste hoogvermogen LED's gebruikt. De lichtsterkte van elke LED wordt aangepast aan de respectievelijke belichtingssituatie.

Consortium

In het onderzoeksproject ontwikkelde Hella het concept voor het optische systeem van de LCD-koplamp. De basis werd gevormd door de systeemeisen van autofabrikant Porsche en het Forschungsinstituts für Lichttechnik und Mechatronik van de Universität Paderborn.

Tot de taken voor Hella behoorden ook het realiseren van een hoog systeemrendement en een thermisch concept dat het dagelijks autogebruik van de module garandeert. Daar was een speciaal vloeibar kristal nodig, dat voor dit doel door Merck werd ontwikkeld. Met gebruikmaking van deze chemische component ontwikkelde en produceerde de Universität Stuttgart prototype-displays. Elmos Semiconductor ontwierp en produceerde innovatieve elektronische halfgeleidercomponenten, die door Schweizer Electronic op een volledig nieuwe manier in de printplaat werd geïntegreerd (Embedding).

Door deze combinatie van technologieën realiseerden de deskundigen een betrouwbare, efficiënte en ruimtebesparende aansturing van de LED-verlichting. Hella zorgde voor de integratie van de verschillende componenten in het totale systeem en ontwikkelde een interface tussen lichtbesturing en koplamp. Momenteel test de Universität Paderborn een prototype, dat is geïntegreerd in een Porsche Panamera.