In den ersten Jahren des 21. Jahrhunderts bestand der größte Einfluss neuer optischer Technologien auf das Auto darin, dass herkömmliche Glühlampen in Scheinwerfern und Rückleuchten durch LEDs ersetzt wurden: LEDs sind langlebiger und effizienter und trugen dazu bei, den Autobesitz komfortabler zu gestalten und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Doch dies war keine Revolution: Zwar wurde eine Beleuchtungskomponente durch eine andere ersetzt, doch die Funktionalität – Beleuchtung und Signalisierung – blieb unverändert.

Wie intelligente Lichttechnik bei der Gestaltung neuer Fahrzeuge einen Mehrwert schafft

Neue Anwendungsmöglichkeiten für intelligente Beleuchtung in Fahrzeugen, die auf modernster Digital-Photonik-Technologie basieren, können zu tiefgreifenden Veränderungen in den Bereichen Sicherheit, Komfort und Fahrerlebnis beitragen. Im Einklang mit softwaredefinierten Fahrzeugarchitekturen umfassen die intelligenten optischen Lösungen, die durch das Know-how von ams OSRAM in den Bereichen Sensorik, Beleuchtung und digitale Steuerungstechnologien ermöglicht werden, unter anderem:

  • Adaptive Beleuchtung auf Micro-LED-Basis
  • Innovative „LED-on-Foil“- und „RGB-i“-Lösungen
  • Fortschrittliche Fahrer- und Insassenüberwachungssysteme


Nun, zu Beginn des zweiten Quartals dieses Jahrhunderts, ist die neue optische Technologie noch bahnbrechender: Sie ermöglicht eine Transformation der Beziehung zwischen dem Fahrzeug, dem Fahrer und seiner Umgebung. Innovation bedeutet heute weit mehr als nur die Optimierung einer LED, damit sie mehr Lumen abgibt, oder die Ergänzung einer elektronischen Steuereinheit (ECU) um einen optischen Sensor, um deren Funktionalität zu erweitern. Basierend auf intelligentem Licht, bei dem Sensoren, Lichtquellen, Datenverarbeitung und Software zusammenwirken, bewirken die echten optischen Innovationen von heute einen Systemwandel und helfen Automobilherstellern dabei, ein sichereres, automatisierteres, komfortableres und angenehmeres Fahrerlebnis zu schaffen.
Wie wir sehen werden, konzentriert sich ein Großteil der Innovationen bei ams OSRAM darauf, die Funktionsweise sicherheitsrelevanter Systeme wie Nachtsicht, ADAS sowie Fahrer- und Insassenüberwachung zu verbessern. Darüber hinaus sind diese neuen Technologien weltweit einsetzbar und passen sich den regionalen Unterschieden in den Vorschriften in Europa, Nordamerika, China, Japan, Korea und anderen Ländern an.

Intelligente Beleuchtung und das SDV

Die neuen Möglichkeiten für intelligente Beleuchtungssysteme gehen Hand in Hand mit der Entstehung einer neuen Rechnerarchitektur für das Auto. Das Konzept des softwaregesteuerten Fahrzeugs (SDV) basiert auf einer leistungsstarken zentralen Rechenressource und ersetzt damit eine bisherige Architektur, die aus Hunderten von verteilten intelligenten Knoten (ECUs) bestand. Diese leistungsstarke Rechenkapazität ermöglicht es dem SDV, die komplexen Systeme aus Sensoren, vernetzter Kommunikation, Benutzeroberflächen und Bewegungssteuerungen zu koordinieren, die Funktionen wie ADAS und autonomes Fahren auf der Autobahn unterstützen. Ähnlich wie ein Mobiltelefon kann ein SDV regelmäßig Software-Updates drahtlos (Over-the-Air) empfangen, sodass seine Sicherheits- und Betriebssysteme von kontinuierlichen Verbesserungen profitieren.

 

ams OSRAM, seit vielen Jahrzehnten Partner der Automobilindustrie, nutzt sein Know-how im Bereich der Automobilanwendungen bereits seit Langem, um attraktive und wertschöpfende LED-Lösungen zu entwickeln. In einer SDV-Architektur eröffnet intelligente Lichttechnologie neue Möglichkeiten, die Nutzung von Fahrzeugen sicherer, komfortabler und angenehmer zu gestalten. Als Reaktion darauf hat ams OSRAM seinen strategischen Fokus erweitert und umfasst nun ein breiteres Fachgebiet, die digitale Photonik: die Integration von optischer Sensorik, Lichtemission und digitalen Steuerungsfunktionen. Durch den Einsatz der Digitalen Photonik verwandelt ams OSRAM Scheinwerfer nicht nur in Instrumente zur Beleuchtung der Straße, sondern auch in Mittel zur Kommunikation mit anderen, und ermöglicht es der Innenraumbeleuchtung, die Stimmung im Fahrzeuginneren zu erfassen und ihre Farbe daran anzupassen.
Es ist diese Kombination aus Licht und Intelligenz, die spannende neue Anwendungsmöglichkeiten für die optische Technologie eröffnet – in manchen Fällen sogar solche, die sich die Automobilhersteller selbst noch nicht einmal vorgestellt hatten.

Optische Technologie für Sicherheit und Komfort

 

Die neuen Möglichkeiten der digitalen Photonik lassen sich bereits an den neuesten Fahrzeugdesigns erkennen, die derzeit auf den Markt kommen. Ein eindrucksvolles Beispiel für „Lichtintelligenz“ ist die Entwicklung von Micro-LEDs auf Weltklasseniveau durch ams OSRAM. Eine der ersten Anwendungen der MicroLED-Technologie im Automobilbereich ist die EVIYOS™-Lichtquelle , eine Baugruppe aus 25.600 Emittern und einem LED-Treiber in einem einzigen Chip-Scale-Gehäuse. Der integrierte Treiber des EVIYOS-Produkts ermöglicht es, alle 25.600 Lichtpunkte als einzelne Pixel zu steuern. Die erste Umsetzung dieser Technologie erfolgte in Scheinwerfern mit adaptivem Fernlicht (Adaptive Driving Beam , ADB), bei denen bestimmte Bereiche des Arrays selektiv gedimmt werden. In Kombination mit Hardware und Software zur Objekterkennung verringert der Einsatz der EVIYOS-Technologie das Risiko, andere Fahrer und Fußgänger zu blenden.
In einem SDV ermöglicht der EVIYOS-Chip jedoch noch mehr Lichtintelligenz: So kann beispielsweise ein Lichtstrahl genau in der Breite des Fahrzeugs ausgestrahlt werden, um dem Fahrer anzuzeigen, ob er durch eine enge Lücke passt; oder der Lichtstrahl kann verbreitert werden, wenn das Auto auf der Autobahn die Spur wechselt, um anderen Fahrzeugen die Absicht des Fahrers zu signalisieren, nach rechts oder links zu fahren.
Die Fähigkeiten eines auf dem EVIYOS-Chip basierenden Scheinwerfers zeigen, wie die optische Innovation von heute – intelligente Lichtsysteme, nicht nur eine verbesserte Leucht- oder Sensorkomponente – die Art und Weise verändert, wie das Fahrzeug mit seiner Umgebung und anderen Verkehrsteilnehmern interagiert. Indem sie Frontbeleuchtungssysteme auf einer intelligenten EVIYOS-Lichtquelle aufbauen, können Fahrzeughersteller neue Wege erschließen, um das Fahren sicherer und komfortabler zu gestalten. Dies ist der Mehrwert, der entsteht, wenn der Zulieferer einen potenziellen Anwendungsfall vorwegnimmt, anstatt lediglich die vom Kunden definierten Spezifikationen zu erfüllen.
Eine weitere Innovation im Bereich des intelligenten Lichts ist die ALIYOS™ LED-on-Foil-Technologie , ein hauchdünnes Modul, das „Licht aus dem Nichts“ erzeugt. Damit lässt sich Licht nicht nur zur Beleuchtung nutzen, sondern auch zur Kommunikation und zur Reaktion auf die Umgebung des Fahrzeugs.
Unauffällig in Oberflächen wie die Metallkarosserie außen oder das Armaturenbrett im Innenraum eingebettet, ermöglicht eine ALIYOS-Folie die individuelle Ansteuerung einzelner LED-Segmente , sodass Informationen angezeigt, die Aufmerksamkeit des Fahrers auf sich gezogen und das Erscheinungsbild des Fahrzeugs individuell gestaltet werden können. Damit bietet sie eine weitere Möglichkeit, wie intelligentes Licht eine aktive Schnittstelle zwischen dem Fahrzeug, seinen Nutzern und der Umgebung bildet.

 

Intelligenz in der Beleuchtung findet sich gleichermaßen in den RGB-i-LEDs für die Innenraumbeleuchtung : Diese selbstkalibrierenden LED-Strahler reduzieren den technischen Aufwand für Automobilhersteller, eine ideale Farbkonsistenz über Hunderte von Punktlichtquellen in Umgebungsbeleuchtungsmodulen zu erreichen.
Die Intelligenz von RGB-i liegt in der Fähigkeit von Hunderten von LEDs, mit einem einzigen Mikrocontroller zu kommunizieren und die Farbe auf Abruf sofort zu ändern. Wir könnten neue Fahrzeuggenerationen erleben, die die Farbe der Akzentbeleuchtung im Innenraum subtil an die Stimmung im Fahrzeuginnenraum anpassen – je nach der gewählten Musik oder der Tages- bzw. Nachtzeit.
Sowohl die ALIYOS-Technologie als auch die RGB-i-LEDs – intelligente Beleuchtungsprodukte, die aus den Initiativen im Bereich Digital Photonics bei ams OSRAM hervorgegangen sind – bieten Automobilherstellern ein Sprungbrett für neue Designideen und ein neues Konzept der Markenidentität eines Fahrzeugs. 
Das Bestreben, Sicherheit und Komfort in den Fahrzeugen von morgen zu verbessern, wird durch Innovationen bei anderen Arten von Automobil-Strahlern unterstützt, die ams OSRAM entwickelt hat. In Fahrerüberwachungssystemen (DMS) und Insassenerkennungssystemen (ODS) beleuchtet unsichtbares Infrarotlicht (IR) den Innenraum der Fahrzeuge, sodass eine IR-Kamera diesen erfassen kann.
Das DMS erfüllt wichtige Sicherheitsfunktionen wie die Überwachung der Aufmerksamkeit des Fahrers auf die Straße und erkennt, wenn die Fähigkeit des Fahrers, das Fahrzeug zu kontrollieren, beeinträchtigt ist – beispielsweise durch Müdigkeit –, und warnt den Fahrer dann mit optischen und akustischen Signalen. Ein DMS spielt zudem eine wichtige Rolle bei der Unterstützung eines sicheren Übergangs zwischen manuellem und automatischem Modus in automatisierten Fahrsystemen.
Ein Insassenüberwachungssystem (Occupant Monitoring System, OMS) scannt nicht nur den Fahrer, sondern den gesamten Fahrgastraum, um zu erkennen, wo sich die Insassen befinden. Diese Informationen können zur Feinabstimmung der Airbags genutzt werden, beispielsweise um Kinder in rückwärtsgerichteten Kindersitzen auf dem Beifahrersitz besser zu schützen.
Das Know-how von ams OSRAM bei anspruchsvollen optischen Funktionen wie DMS und OMS hilft Automobilherstellern dabei, die richtige Emittertechnologie auszuwählen und effektiv einzusetzen. Zu den für diese Anwendungen geeigneten Emitterprodukten gehören LEDs der Serie OSLON™ Black IR:6 C . Darüber hinaus verfügt das TARA2000-AUT-SAFE , ein VCSEL-Modul (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser), als erstes seiner Klasse über eine Verriegelungsfunktion, die die Konstruktion von Systemen vereinfachen kann, die den Vorschriften zur Augensicherheit entsprechen.  


 

Die Zukunft der Lichtintelligenz

Das Bestreben von ams OSRAM, die Vorteile der digitalen Photonik weiter auszubauen, hat im Automobilmarkt wertvolle Anwendungsmöglichkeiten gefunden. Dies wird dadurch untermauert, dass ams OSRAM ein breites Spektrum an Kompetenzen aufgebaut hat, das es dem Unternehmen ermöglicht, Produkte der digitalen Photonik zu entwickeln, zu validieren und zu produzieren: 

  • Serienfertigungskapazitäten in Fertigungstechnologien wie LEDs, Micro-LEDs, VCSELs, Lasern, optischen On-Wafer-Filtern und fortschrittlichen Verpackungstechnologien.
     
  • Enge, jahrzehntelange Beziehungen zu Automobilherstellern und ein tiefgreifendes Verständnis der Funktionsweise von Fahrzeugsystemen. Diese Beziehungen haben einen echten Mehrwert: Der Plante Moran Working Relations Index (WRI) hat gezeigt, dass OEMs mit starken, langfristigen Lieferantenbeziehungen profitabler sind, sich schneller anpassen und stabiler sind. Enge Lieferanten-Kunden-Beziehungen fördern Innovationen in Bereichen wie ADAS, in denen Software und Beleuchtung eine frühzeitige gemeinsame Entwicklung erfordern und nicht auf klassische Anforderungsspezifikationen zurückgreifen können.
     
  • Eine geografisch diversifizierte und widerstandsfähige Lieferkette, die die Gewissheit vermittelt, dass keine ams OSRAM-Lagereinheit (SKU) den Betrieb einer Produktionslinie irgendwo auf der Welt gefährden wird.
     
  • Eine sichere Position im Bereich des geistigen Eigentums (IP) in Bezug auf wichtige technologische Innovationen. Ohne IP-Sicherheit gibt es kein Serienproduktionsgeschäft: Dies gilt für Produkte, Software und Datenmodelle. Kunden vertrauen darauf, dass ams OSRAM geistiges Eigentum schützt und sichert sowie ihre Entwicklungs- und Fertigungsumgebungen schützt. Ein Patentaustausch zwischen ams OSRAM und Nichia stärkt das Vertrauen des Marktes in die IP-Position der Unternehmen und bietet zudem zusätzliche Möglichkeiten für eine Zweitbeschaffung.   
  • Eine hochwertige Fertigung und Produktkonstruktion, die Automobilherstellern die Gewissheit einer hohen Leistung in ihrer Anwendung sowie eines zuverlässigen, langfristigen Betriebs gibt. 

Hinter all diesen Eigenschaften verbirgt sich jedoch etwas noch Wichtigeres: eine Unternehmensphilosophie. Es ist der Glaube an die Kraft und den Wert kontinuierlicher Innovation – ein Glaube, der die Entschlossenheit von ams OSRAM beflügelt, auch in Zukunft einen Beitrag zur Dynamik und zum Wachstum der Automobilindustrie zu leisten.

\n