Laserlicht, wie es ab Herbst von Audi und BMW angeboten wird, ermöglicht es, den Bereich des Fernlichts, von rund 300 auf 600 Meter zu erweitern, und zwar ohne Blendung des Gegenverkehrs. Mit diesem Schritt hat die Entwicklung der Fahrzeugbeleuchtung eine erstaunliche Entwicklung vollzogen, die 1892 mit der Einführung der Karbidlampe begonnen hatte.
Laserlicht, das klingt nach Science Fiktion, nach Krieg der Sterne mit Laserstrahlen, die lichtschnell vorwiegend zerstörerisch wirken. Doch keine Sorge, die Scheinwerferaugen der künftigen Fahrzeuggenerationen sollen keinesfalls den Rest der Verkehrsteilnehmer lasern. Die Entwickler nutzten bereits bekannte Module aus der LED-Technik.
Wie funktioniert „Laserlicht“?[foto id=“518597″ size=“small“ position=“right“]
Beim neuen Fernlicht generiert jeweils ein Laser‑Modul pro Scheinwerfer einen Lichtkegel mit der doppelten Leuchtweite des Voll‑LED‑Scheinwerfers. Diese Module sind wesentlich kleiner als die für das LED-Licht und benötigen noch einmal rund ein Drittel weniger elektrische Energie. Pro Modul kommen vier leistungsstarke Laserdioden zum Einsatz. Bei einem Durchmesser von nur 300 Mikrometern (0,3 Millimeter) erzeugen diese Dioden einen blauen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 450 Nanometern. Dieser Strahl lässt sich freilich nicht direkt als nutzbares Licht verwenden. Erst seine Umlenkung via Spiegelsystem auf einen Chip mit Phosphorkristallen erzeugt ein verkehrstaugliches, weißes Licht, das die Reflektoren auf die Straße bringen. Wichtig für die Nutzbarkeit dieses Lichts ist die sogenannte „Farbtemperatur“. Sie erreicht einen Wert von 5.500 Kelvin. Der ist ideal für das menschliche Auge. Es unterscheidet bei dieser Farbtemperatur optimale Kontraste. Dadurch ermüden die Augen deutlich weniger. Auch die Bedienung erfordert keinerlei Anstrengung oder Ablenkung. Beim Audi R8 LMX aktiviert eine kamerabasierte Sensorik den Laser‑Spot ab 60 km/h selbsttätig. Die Steuerung, erkennt andere Verkehrsteilnehmer und blendet sie aktiv aus.
[foto id=“518598″ size=“small“ position=“left“]Von der Laterne, über Calciumcarbidzur Biluxlampe (1925)
Die Fahrzeugscheinwerfer haben im Laufe der Geschichte des Automobils eine weitreichende Entwicklung genommen. Bei den ersten Autos übernahmen Laternen die Aufgabe der Scheinwerfer, mit Öl oder Kerzen illuminiert. Ab 1892 kam das vom irischen Physiker Edmund Davy erstmals 1862 beschrieben Calciumcarbid zum Einsatz, ein Salz, das ein wesentlich helleres Licht beim kontrollierten Abbrennen erzeugte, als Wachs oder Petroleum. Die zahllosen Unzulänglichkeiten dieser Leuchtmittel beschleunigten den Trend zu elektrischen Lösungen. Osram brachte 1925 eine Zweifadenlampe, die sogenannte „Biluxlampe“ auf den Markt. Ein Faden erzeugte dabei das Abblendlicht, der andere das Fernlicht.
Halogenlampen (1964)
Die ersten Scheinwerfer mit sogenannten Halogenlampen gingen 1964 in Serie. Die Zugabe der Halogene Ion oder Brom verlängert die Lebensdauer eine Glühlampe nicht nur um rund das Doppelte, sie ermöglicht auch für eine wesentlich höhere Lichtausbeute, die rund das Vierfache bei gleichbleibender Energiezufuhr beträgt. Diese Lampen tragen die Bezeichnung „H1“ – „H7“. „H4“ bezeichnet die ab 1971 eingeführten Halogenlampen mit zwei Fäden, für Abblend- und Fernlicht.
DE-Scheinwerfer (1986)[foto id=“518599″ size=“small“ position=“right“]
1986 präsentierte BMW die von Hella entwickelte, sogenannte „DE-Technik“. Dabei steht DE für „Dreifach Elipsoid“. DE-Scheinwerfer verfügen über einen besonders ausgeformten Reflektor. Vor dem Leuchtkörper befindet sich eine Linse, die das Licht ähnlich wie ein Diaprojektor bündelt. DE-Scheinwerfer benötigen weniger Platz und lassen sich mit unterschiedlichen Lichtquellen betreiben.
Xenonlicht (1991)
Seit 1991 ist für Fahrzeugscheinwerfer „Xenonlicht“ verfügbar. Xenonlampen sind sogenannte „Gasentladungslampen“. Sie bestehen aus einem Kolben aus Quarzglas, in dessen winzigem Brennraum das Edelgas Xenon mit hohem Druck gefüllt ist. Dazu Quecksilber und Metallsalz (circa ein Milligramm), um die Farbtemperatur des eher violett leuchtenden Xenongases an die Farbe des Tageslichts anzupassen. Der Brennraum des Glaskolbens befindet sich zwischen zwei Elektroden aus Wolfram, zwischen denen ein Lichtbogen brennt. Zum Zünden ist ein Impuls mit einer extrem hohen Spannung von bis zu 30.000 Volt erforderlich. Dieser Funke ionisiert das ursprünglich nicht leitende Edelgas und erzeugt damit im Brennraum einen leitfähigen Bereich. In diesem Bereich herrscht nur ein geringer Widerstand, sodass der Stromfluss zwischen den Elektroden möglich ist. Während Halogenlampen nur zehn bis 15 Prozent der eingesetzten Energie in Licht umwandeln, der Rest verpufft als Wärmeenergie, benötigen Xenonbrenner wesentlich weniger Energie. Außerdem weisen sie eine hohe Lebensdauer von rund 2.000 Stunden auf. Im Vergleich zu Halogenlampen, die rund 450 Stunden halten.
[foto id=“518600″ size=“small“ position=“left“]LED-Scheinwerfer (2003)
Den nächsten Entwicklungssprung bei der Scheinwerfertechnik im Autobau präsentierte Hella 2003 auf der IAA: den LED-Scheinwerfer. Leuchtdioden oder LED (Light Emitting Diode) sind sogenannte „aktive“ selbstleuchtenden Anzeigen, die aus einem Halbleiterelement bestehen. Es ist aufgrund einer speziellen Materialwahl in der Lage, elektrische Energie in elektromagnetische Strahlungsenergie, das Licht, umzuwandeln. Der besondere Halbleiterwerkstoff für LED ist Gallium, die unterschiedlichen Farben für die Leuchten entstehen durch Legierungen. LED-Leuchten springen wesentlich schneller an als Glühbirnen, halten über die Lebensdauer des Fahrzeugs und verbrauchen nur rund fünf Prozent der Energie, die Halogenlampen benötigen. Die geringe Einbautiefe spart zudem Raum und Gewicht. Beim Auto erobern LEDs zunehmend die Funktion der Hauptscheinwerfer, der Rückleuchten und der Blinker.
Kurvenlicht – wichtig, aber nicht neu
Ein weiterer Meilenstein der Lichttechnik beim Fahrzeug war das Kurvenlicht. Es erlaubt bei Kurvenfahrt die Leuchtrichtung in Kurvenrichtung zu verändern. Das erhöht die Fahrsicherheit bei Dunkelheit. Keine neue Erfindung. Erstmals bot Cadillac 1918 beim Modell 57 ein Kurvenlicht an. Die frühen Systeme arbeiteten rein mechanisch. Wie 1937 beim Tatra 77, 1948 beim Tucker Torpedo oder ab 1968 beim Citroen DS für das Fernlicht. Die beweglichen Scheinwerfer waren mit der Lenkung verbunden, um deren Bewegungen folgen zu können. Die unzureichend präzise Funktion mit störender Blendung führte in den Sechzigern zu einem Verbot der beweglichen Hauptscheinwerfer.
Dank der Entwicklung elektronischer Steuerungen mit Sensoren für die Fahrzeug-Drehrate um die Hochachse und die Geschwindigkeit ist es seit 2002 wieder erlaubt, die Form des Lichtfingers optimal an die Bewegung des Fahrzeugs anzupassen, ohne den Gegenverkehr zu blenden.
