O sucesso no mercado automotivo cada vez mais competitivo é reservado para aqueles que combinam produtos bem projetados com design atraente, por exemplo, através da integração perfeita de faróis. Os pesquisadores da Fraunhofer desenvolveram uma nova tecnologia de iluminação que dá aos designers mais liberdade para criar veículos com um estilo não convencional e também oferece benefícios adicionais para motoristas e fabricantes de automóveis. O protótipo será apresentado na feira LASER World of PHOTONICS de 24 a 27 de junho, 2019.

O Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Engenharia de Precisão IOF em Jena desenvolveu uma nova geração de faróis para veículos que não apenas excede os requisitos legais e da indústria automotiva para desempenho e funcionalidade de iluminação, também é mais eficiente, mais compacto e significativamente mais flexível do que os sistemas atuais no que diz respeito à sua localização no veículo.

200, 000 elementos micro-ópticos por farol

Na feira comercial LASER World of PHOTONICS deste ano, cientistas da Fraunhofer IOF apresentarão o segundo protótipo funcional de uma unidade de feixe alto segmentado que minimiza a dispersão de luz. A unidade é baseada em um projetor de abertura múltipla que está em desenvolvimento contínuo há vários anos. 200, 000 elementos micro-ópticos focam a luz de forma otimizada na direção de deslocamento do veículo.

Os segmentos podem ser desativados conforme necessário, individualmente ou em grupos, sem demora. Combinado com tecnologias modernas de sensores de veículos, isso torna possível prevenir eficazmente o farol alto de cegar os motoristas que se aproximam. Além disso, o projeto requer muito menos espaço de instalação em comparação aos sistemas convencionais.

Brilho reduzido

Não apenas a luz pode ser reduzida especificamente para o tráfego próximo, é ainda possível proteger os peões e, por ex. ciclistas sem luzes sejam impedidos pelo brilho. Isso aumenta o nível de segurança para todos os usuários da estrada.

"Estamos desenvolvendo o farol como parte do projeto WISA SSL — StructuredSpotLight — com financiamento interno da Fraunhofer. Projetos de pesquisa internos com relevância comercial permitem pesquisa pré-competitiva entre institutos e estabelecem a base para projetos de desenvolvimento da indústria subsequentes, "diz Stephanie Fischer, pesquisador associado do departamento de Micro-Optical Systems da Fraunhofer IOF.

O projeto contou com um grupo de assessores de fabricantes automotivos e fornecedores de componentes. Eles foram, portanto, capazes de fornecer dados sobre os parâmetros desejados do feixe de luz alto e baixo, bem como sobre os requisitos de projeto mecânico. Os participantes do grupo incluem nomes de marcas renomadas como AUDI, HELLA, Trilux e OSRAM.

A função segue o design

Os fabricantes automotivos lucrarão nos próximos anos com uma liberdade criativa consideravelmente maior quando se trata de projetar faróis. Os projetistas são, portanto, completamente livres para decidir se instalam os faróis nas bordas externas do nariz do veículo, como geralmente é feito, ou como uma faixa estreita em seu centro.

Isso ocorre porque o sistema permite uma profundidade de instalação muito pequena e oferece uma liberdade muito maior em termos de dimensões e forma. "Os faróis não precisam mais ser retangulares:o designer pode escolher qualquer outro formato que desejar, "diz Stephanie Fischer." Os requisitos de espaço de unidades ópticas maiores limitavam as possibilidades de design no passado. "

Além disso, o novo sistema aumenta o rendimento da luz LED. Por exemplo, quando definido para farol baixo, apenas 35 por cento do rendimento de luz é perdido, um valor excelente para faróis LED. Esse aumento na eficiência também melhora o equilíbrio de energia no veículo e aumenta os níveis de aceitação para aplicações automotivas.

A unidade de farol alto consiste em dois módulos, cada um contendo sete conjuntos de LEDs controláveis ​​individualmente. Um total de quatro lentes de colimação direcionam a luz dos aglomerados de LED para dois conjuntos de lentes tandem. Esses elementos micro-ópticos controlam a distribuição da luz dos LEDs individuais. Milhares de microlentes orientam com precisão a luz para os respectivos segmentos de iluminação. Cada segmento pode ser ligado ou desligado em uma fração de segundo, controlando individualmente o total de 24 LEDs.

Processo de produção desenvolvido internamente

Pela primeira vez, Lentes retangulares de polímero de várias dimensões foram usadas para obter uma modelagem de luz mais precisa. A menor variante mede 0,045 mm x 0,180 mm. Aqui, a Fraunhofer IOF desenvolveu seu próprio método de produção para lentes retangulares, o sistema de litografia em tons de cinza "High Five". High Five não é apenas capaz de produzir microestruturas extremamente finas, ele também pode criar a profundidade de perfil relativamente grande (até 100 μm) necessária para explorar de forma otimizada a luminância disponível dos LEDs.

A Fraunhofer IOF concluiu com sucesso o primeiro protótipo de um módulo de farol baixo. Uma vez que todos os componentes foram completamente desenvolvidos, 8.000 micro-lentes garantirão ótima visibilidade à noite e em más condições climáticas.