Forschungsverbund erreicht bedeutenden Meilenstein

Nach nur eineinhalb Jahren Laufzeit erreicht Osram Opto Semiconductors mit seinen Verbundpartnern im Forschungsprojekt µAFS den wichtigen ersten Meilenstein: einen neuartigen LED-Chip mit bisher einmaligen 256 Leuchtpunkten (Pixeln). Bisher werden Pixelsysteme durch viele einzelne LED realisiert.

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Der Demonstrator der Verbundpartner ist der erste Schritt zu künftig noch intelligenteren LED-Frontscheinwerfern [Bild: Osram GmbH]

Der µAFS-Demonstrator zeigt, dass nur mit einem LED-Chip 256 Pixel einzeln angesteuert werden können [Bild: Osram GmbH]

Das Verbund-Projekt wird im Rahmen des Förderschwerpunkts ‚Integrierte Mikrophotonik’ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt sieben Millionen Euro gefördert und läuft bis 31. Januar 2016. Ziel des Projekts ist es, technische Grundlagen für eine neue Klasse energieeffizienter LED-Frontscheinwerfer zu entwickeln, die die Basis für adaptive Frontbeleuchtungssysteme sein können.

Diese erzeugen eine verbesserte Ausleuchtung der Fahrbahn, da sie je nach Fahr- und Verkehrssituation die Lichtverteilung aktiv den Gegebenheiten des Straßenverkehrs anpassen, ohne dabei andere Verkehrsteilnehmer zu blenden.

Der Musteraufbau wurde von Experten des Projektkoordinators Osram Opto Semiconductors, von Osram Specialty Lighting, Infineon Technologies sowie dem Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM gemeinsam entwickelt. Bei bisherigen AFS-Lösungen (Advanced Front-lighting System) entspricht ein Pixel einer LED-Komponente oder einem Chip – beim entwickelten Prototyp enthält ein Chip 256 Lichtpunkte (Pixel), die alle einzeln angesteuert werden können. Dies ist der erste Schritt hin zu Lichtquellen mit mehr als 1.000 Pixeln. Osram Opto Semiconductors entwickelte den neuartigen Pixelchip mit definiertem Lichtmuster in den Farben blau und weiß. Die Herausforderung war dabei, die Lichtpunkte bereits während der Chip-Prozessierung zu definieren und zu ermöglichen, dass diese direkt mit der Ansteuerung verbunden werden können.

Technische Entwicklungen aller Projektpartner greifen ineinander
Infineon Technologies entwickelte den elektronischen Treiberchip, bei dem die zahlreichen einzelnen Lichtpunkte individuell und direkt anzusteuern sind. Das Fraunhofer IZM als Spezialist für Montagetechnik machte es möglich, den lichtemittierenden Pixelchip und den ansteuernden Treiberchip miteinander zu koppeln. Durch die Strukturierung der Chip-Oberfläche und das Aufbringen des Konverters zur Erzeugung von weißem Licht vervollständigte Osram Opto Semiconductors schließlich den Musteraufbau. Dieser Demonstrator beweist die Machbarkeit des ersten Projektziels, da er eine besonders hohe Auflösung aufweist, die erst die äußerst präzise und dynamische Anpassung des Lichtmusters ermöglicht. Damit lassen sich im Gegensatz zu heutigen AFS-Lösungen auf LED-Basis künftig auch spezielle Autolichtlösungen wie Stadt- oder Schlechtwetterlicht umsetzen.

Weitere Projektziele: Scheinwerfer und Erprobung
Einer der nächsten Schritte wird die Überführung des Musteraufbaus in ein Lichtmodul mit elektrischer, mechanischer und thermischer Schnittstelle durch die Osram-Business-Unit Specialty Lighting sein. Ein besonderes Augenmerk liegt hier auf der intelligenten Ansteuerung und der entsprechenden Anbindung an den Fahrzeug-BUS, um eine sehr feine Lichtsteuerung zu realisieren. Danach übernehmen Lichttechnikspezialist Hella und der Automobilhersteller Daimler, beide ebenfalls µAFS-Projektpartner. Hella ist verantwortlich für die Entwicklung des optischen Systems und des Thermomanagements inklusive der Konstruktion des kompletten Scheinwerfers. Daimler hat im Vorfeld bereits Spezifikationen und Anforderungen hinsichtlich BUS-Anbindung und Optik zum Projekt beigesteuert und ist für die detaillierte Erprobung des Scheinwerfers und damit den letzten Arbeitsschritt verantwortlich.

Der Musteraufbau zeigt, dass die technischen Entwicklungen der Partnerunternehmen nicht nur einzeln funktionieren, sondern erst in Kombination eine neuartige Lösung ermöglichen. Dies ist nur durch übergreifende Koordination und enge Zusammenarbeit aller beteiligten Partner möglich und setzt für die  einzelnen Fortschritte eine frühzeitige Abstimmung voraus.