Glossar – Begriffe der Lichttechnik

Scheinwerfer

Halogen-Scheinwerfer
Halogen-Scheinwerfer besitzen als Lichtquelle Glühlampen, deren Licht meist in einem mit Aluminium bedampften Reflektor gebündelt wird. Halogen-Lampen bestehen aus einem dünnen Wolfram-Glühdraht, der sich in einem luftdichten, mit Halogen-Gas gefüllten Glaskolben befindet. Wenn Spannung anliegt, fließt Strom. Durch seinen Ohm’schen Widerstand erhitzt sich der Draht und strahlt Licht mit ca. 2.700 Kelvin ab. Das Edelgas Halogen schützt diese Glühwendel vor Oxidation und ermöglicht mehr Lichtausbeute. Weil der Glaskolben äußerst hohen Temperaturen standhalten kann, erreichen Halogen-Lampen sehr hohe Lichtleistungen.

Xenon-Scheinwerfer
Xenon-Scheinwerfer sind Gasentladungslampen. In einem mit Xenon-Gas gefüllten Quarz-Glaskolben brennt zwischen zwei Wolfram-Elektroden ein konzentrierter Lichtbogen. Er liefert mit einer Farbtemperatur von ca. 4.200 Kelvin ein viel helleres Licht und somit eine bessere Fahrbahnausleuchtung als Halogen-Scheinwerfer mit Glühlampen. Dabei ist der Energieverbrauch von Xenon-Scheinwerfern etwa 20 Prozent niedriger, ihre Lebensdauer zugleich wesentlich höher als die der zuvor üblichen Lampen mit ihrer Glühwendel.

LED-Scheinwerfer
LED (light emitting diode) sind Lumineszenzstrahler. Die Lichterzeugung entsteht durch Zufuhr von elektrischer Energie ohne Mechanik im Halbleiterkristall. Mit der Entwicklung der blauen Leuchtdiode 1993 war es möglich, alle Lichtfarben zu realisieren. Ein kleines aufgebrachtes Phosphorplättchen konvertiert einen Teil des blauen Lichts in gelbes Licht, sodass die Gesamtfarbe Weiß ergibt. Damit war der Einsatz in Scheinwerfern möglich.

LED-Scheinwerfer bieten gegenüber Xenon-Scheinwerfern eine größere Sichtweite, eine hohe Effizienz sowie Vorteile bei Sicherheit und Komfort. Ihre Farbtemperatur von 5.500 Kelvin ähnelt dem Tageslicht. Deswegen ermüden die Augen kaum, was den Fahrer bei Dunkelheit und schlechter Witterung unterstützt. Bei Nebel und Niederschlag reduzieren LED-Scheinwerfer die Eigenblendung. Das Abblendlicht beansprucht pro Einheit nur rund 2 mal 20 Watt, erheblich weniger als herkömmliches Halogen-Licht. Die Durchlass-Spannung bei einer weißen LED im Scheinwerfer liegt üblicherweise zwischen 3,0 und 3,5 Volt. Je nach LED-Typ kann es Abweichungen geben. Die Leuchtdioden sind wartungsfrei und auf die Lebensdauer des Autos ausgelegt.

Matrix LED-Scheinwerfer
Die Matrix LED-Scheinwerfer erzeugen das Fernlicht mit kleinen Leuchtdioden, die modellabhängig in gemeinsamen Reflektoren oder Linsen gebündelt sind. Sie leuchten die Straße stets optimal und blendfrei aus. Sobald die Kamera an der Windschutzscheibe andere Fahrzeuge oder Ortschaften erkennt, schaltet das Steuergerät einzelne LEDs partiell ab oder dimmt sie in vielen Stufen. Damit sind mehrere Millionen Lichtverteilungen möglich. Das Matrix LED-Licht blendet andere Fahrzeuge aus, leuchtet aber die Bereiche zwischen und neben ihnen voll aus. Weitere Leuchtdioden des Matrix LED-Scheinwerfers übernehmen die Funktion des Rangierlichts, das den seitlichen Bereich vor dem Auto beim Rückwärtsfahren ausleuchtet, sowie die Funktion des Allwetterlichts. Letzteres verringert die Eigenblendung bei schlechten Sichtverhältnissen und bietet eine breitere Ausleuchtung als Nebelscheinwerfer bei gleichzeitig vierfacher Reichweite. Das dynamische Kurvenlicht entsteht durch Verschieben des Lichtschwerpunkts in Richtung des Kurvenverlaufs. Das Abbiegelicht aktiviert sich prädiktiv kurz vor Erreichen der Kreuzung. Darüber hinaus verfügen die Matrix LED-Scheinwerfer über das dynamische Blinklicht sowie dynamische Lichtinszenierungen beim Entriegeln und Verlassen des Fahrzeugs.

HD Matrix LED-Scheinwerfer
Beim A8 hat Audi im Jahr 2017 die Matrix LED-Scheinwerfer zum HD Matrix LED-Scheinwerfer weiterentwickelt. Hier integriert jeder Scheinwerfer zweimal 16 kleine, einzeln regelbare Leuchtdioden zur mehrzeiligen Steuerung des Fernlichts. Sie sitzen in zwei Zeilen in einem gemeinsamen Gehäuse. Dank dieser neuen Anordnung und dank des ebenfalls variabel ansteuerbaren Abblendlichts leuchten die HD Matrix LED-Scheinwerfer die Straße noch präziser und besser angepasst an die Situation aus.

Audi Laserlicht
Das Audi Laserlicht bezeichnet das Zusatz-Fernlicht, das mit dem HD Matrix-LED-Scheinwerfer zusammenarbeitet. Dieser Laser verdoppelt die Reichweite des Fernlichts. Ein kleines Laser-Modul in jedem Scheinwerfer erzeugt einen Lichtkegel, der als Spot rund 600 Meter weit leuchtet. Der Fahrer kann Kontraste besser erkennen und ermüdet weniger schnell. Ab einer Geschwindigkeit von 70 km/h schaltet sich der Laser zu und bietet mehr Sicht und Sicherheit. Erkennt eine Kamera hinter der Windschutzscheibe andere Verkehrsteilnehmer, blendet der Laser automatisch ab.

Digitale Matrix LED-Scheinwerfer mit DMD-Technik
Der digitale Matrix LED-Scheinwerfer kann das Kurven-, Stadt- und Autobahnlicht als Ausprägungen des Abblendlichts mit höchster Präzision darstellen. Er ergänzt das Fernlicht durch eine noch exaktere Ausblendung anderer Verkehrsteilnehmer. DMD steht für Digital Micromirror Device, einen Chip aus 1,3 Millionen Mikrospiegeln, der Projektionen aus dem Scheinwerfer erst möglich macht. Er zerlegt das Licht in winzige Pixel und ermöglicht neuartige Funktionen wie das Spurlicht, das Orientierungslicht und das Markierungslicht. Diese Innovationen unterstützen den Fahrer und erhöhen die Sicherheit im Straßenverkehr.

Heckleuchten

OLED-Heckleuchten
OLEDs sind organische Leuchtdioden (organic light emitting diodes), die weniger als einen Millimeter dünn sind. Ihr Name ergibt sich aus dem organischen Halbleitermaterial, aus dem sie bestehen. Bereits eine niedrige elektrische Spannung von 3 bis 4 Volt genügt, um die dünnen Schichten leuchten zu lassen. Im Gegensatz zu Punktlichtquellen wie LEDs sind OLEDs Flächenstrahler. Dadurch ist das Licht so homogen wie noch nie und lässt sich in einzeln dimmbare Segmente unterteilen. Es benötigt keine Optiken wie Reflektoren oder Lichtleiter und macht OLED-Einheiten effizient und leicht. Ihr Debüt gaben die OLED-Heckleuchten im Audi TT RS 2016 mit insgesamt 12 Segmenten pro Leuchte. Im Audi A8 2017 waren es bereits 16 Segmente. 

Digitale OLED-Heckleuchten
Seit 2020 bietet Audi im Q5 digitale OLED-Heckleuchten an und ermöglicht dem Kunden erstmals eine Auswahl aus verschiedenen Schlusslicht-Designs mit nur einer einzigen Hardware.

Im Gegensatz zur OLED-Heckleuchte im TT RS, wo jede Lichtfunktion über eine eigene Leitung versorgt wird, sind die digitalen OLED-Heckleuchten per Bussystem mit dem Bordnetzsteuergerät verbunden. Daher sind deutlich mehr Funktionen möglich. Die Technologie verfügt über eine größere Zahl einzeln ansteuerbarer Segmente als die 2016 erschienenen OLED-Heckleuchten. In einer Rückleuchte des Audi Q5 kommen drei Panels zum Einsatz, die jeweils sechs OLED-Segmente integrieren. Diese sind nun beliebig aktivierbar und stufenlos in der Helligkeit regelbar. Über klassische Signalfunktionen hinaus entsteht eine Kommunikation: Beim Q5 hat Audi erstmals eine Annäherungserkennung für den nachfolgenden Verkehr integriert. Voraussetzung für die Funktion Annäherungserkennung ist, dass das Auto eines der beiden Assistenzsysteme Adaptive Cruise Control oder Active Lane Assist an Bord hat.

Künftig wird die digitale OLED mit mehr als 60 Segmenten eine ca. verzehnfachte Anzahl einzeln ansteuerbarer Bereiche aufweisen. Ermöglicht wird dies durch die erhöhte Leistungsfähigkeit der zukünftigen Fahrzeugelektronik und der speziell entwickelten OLED-Hardware. Neben der Personalisierung von Lichtdesigns kann die digitale OLED als Anzeigeelement in der Heckbeleuchtung und somit für die Car-to-X-Kommunikation genutzt werden. Mit Erlaubis der Zulassungsbehörden könnten so zum Beispiel nachfolgende Verkehrsteilnehmer frühzeitig auf lokale Gefahren wie Glätte oder ein Stauende aufmerksam gemacht werden. Dank hoher Präzision, äußerst hohem Kontrast und großer Variabilität entwickeln sich die Heckleuchten sukzessive zu einem Display. 

Zukunftstechnologie: Flexible digitale OLED-Heckleuchten
Während digitale OLED-Heckleuchten ausschließlich zweidimensional in Leuchtkörper integriert werden können, erlauben neue biegbare Substrate bei flexiblen digitalen OLED-Heckleuchten erstmals eine Krümmung. Dieser neue Gestaltungsfreiraum lässt ein dreidimensionales Lichtdesign entstehen, das sich noch besser in die Karosserieform einfügt. Damit wird der nutzbare Bereich zur Personalisierung des Lichtdesigns und für die Kommunikation mit dem Umfeld in Zukunft nochmals sichtlich vergrößert. Die Kerneigenschaften der Technologie, perfekte Homogenität sowie hoher Kontrast, bleiben erhalten – selbst aus verschiedenen Blickwinkeln.