LED-fényszórókra várva

A fénykibocsátó diódák (LED-ek) nagy felületi fényességű, kristályos félvezető vegyületek. Kisméretű, pontszerű, koncentrált fénykibocsátású, jól fókuszálható világítóeszközök. A villamos áramot közvetlenül fénnyé alakítják át, ezért gyorsabban reagálnak az izzólámpáknál. Lökésszerűen be- és kikapcsolhatóak. Fényhasznosításuk kedvező és rohamosan fejlődik.

Azonos áramfelvétel mellett, egyedül a 2004 és 2006 közötti fejlesztése erdményeként 50%-kal több fényt bocsátanak ki elődeiknél. Energiafelvételük kedvező. Beépítési mélységük és fajlagos helyigényük kicsi. Csak előre sugároznak, ezért a gépkocsiban való felhasználásuk számos előnnyel jár. Azt, hogy az új LED-fényszórók milyen mértékben lehetnek a vele felszerelt gépkocsin arculati elemek, talán a Honda Small Hybrid Sports elnevezésű koncepcióautó nyílszerű orrkialakítását kiemelő LED-lámpasor illusztrálja a legjobban.

LED-lámpa csillag alakban elrendezett világítódiódákkal

A LED-ek fénykibocsátása

Fényt csak gerjesztett atomok bocsáthatnak ki. A gépkocsilámpák izzószálait az áramforrás villamos energiájának hőhatása gerjeszti (termikus fényforrások). A xenonlámpákban, villamos erőtérben felgyorsított, egymással ütköző gázrészecskék ionizációja gerjeszti a lámpák gáztöltetét.

(Magyar leírás balról jobbra: Optikai felület, elkülönített hő- és villamos kivezetés, Katódkivezetés, Arany huzalok, Hőelnyelő bordázat, Elektrosztatikus diódával védett szilíciumchip, Forrasztott kivezetés, Nagy Fénykibocsátó képességű, InGaN félvezető chip, Szilíciumkapszula, Műanyag gyüjtőlencse) Fényszóró-LED felépítés

A fényt kibocsátó dióda kétféle, n és p típusú, azaz elektrontöbbletet vagy elektronhiányt mutató félvezető anyagokból kialakított egyenirányító eszköz. Jellemzője, hogy ha pólusaira záró irányú áramot kapcsolunk (azaz a pozitív pólusára a megfelelő áramforrás pozitív, a negatív oldalára negatív pólusát kötjük), a LED-en nem folyik át áram. Nyitó irányú polaritás hatására azonban az elektronok a pozitív, a „lyukak” (az elektronhiányok) negatív irányban áramlanak. Úgy, hogy a vándorló elektronok a p rétegbe érve betöltik a lyukakat (az elektron és a lyuk rekombinálódik), ami energia-felszabadulással jár: a LED „kinyit”. A kötött rácsszerkezetből az elektronok gerjesztés hatására bekövetkező kiszakadását párképződésnek, a rácsba való visszatérését rekombinációnak nevezzük.

Hatósági előírás híján a gyártók LED-fényszórók helyett LED-sorból kialakított nappali helyzetlámpákkal vigasztalódnak (Audi R 8)

A rekombináció során felszabaduló energia a félvezetők anyagi minőségétől függő frekvenciájú (illetve színű) fény formájában sugárzódik ki. A fénykibocsátó folyamat nem jár jelentős felmelegedéssel, ezért a jelenség a lumineszcencia körébe tartozik.

A jövő csupa-LED fényszórói LED-tömbökből felépülő, hálózatrendszerűen kialakított útmegvilágító eszközök lesznek. A Hella két éve kínál hasonló rendszerű integrált világítórendszert, amelyen a felső 5 LED távolsági, az alatta lévő 7 narancsszínű villogó, az e mellett lévő 2+2 tompított fényt sugároz. Nappali helyzetfényt a különálló alsó egységek adnak

Különleges adottságok

A LED-es világítóeszközök egyedileg szabadon címezhető, félvezetős fényforrások. Tulajdonságaik kis beltérfogatú, mozaikszerűen felépített tömbökből álló, rugalmas világítóhálózatok (LED-Arrays) kialakítását teszi lehetővé. Olyan hálózatokét, amelyek minden eddiginél jobb fényszóró-járműarculat kialakítására adnak lehetőséget, a járműét meghaladó élettartammal. Rugalmasságukat mozaikszerű felépítésük adja, amely aktív, közvetlen vagy tükörrel növelt fényhasznosítást alapoz meg, az egyes fényforrások elmozdítása nélkül.

Az 5500 Kelvin körüli, a nappali világítást legjobban megközelítő színhőmérséklettel jellemezhető világítóelemeik billenthető keretbe is beépíthetőek, ami megfelelő kameravezérléssel, vakításmentes világítást tesz lehetővé.

A LED-ek legfontosabb biztonsági jellemzője az izzólámpákénál és a fénycsövekénél is nagyobb bekapcsolási sebesség, amely az előbbiek 200–300 ezredmásodperces kapcsolási időkésedelmének felével, harmadával jellemezhető. Ez azért figyelmet érdemlő, mert ekkora idő alatt a 100 km/h-s sebességgel haladó gépkocsik 5–7 méterrel rövidebb úton fékezhetőek az izzószálas féklámpájúaknál.

A Hella, Opel Signum számára kifejlesztett, második generációjú csupa-LED világítórendszere

A LED-ek kitűnő kanyarvilágító eszközök is, fényük kanyarba irányítása ugyanis semmilyen mechanikai eszköz használatát nem igényli. Csakúgy, mint bármilyen további világítási funkcióé, amelyek tisztán elektronikus úton vezérelhetőek. Ide értve a világítás tompításának folyamatát is, amely megfelelő kameratechnikával folyamatosan a szembejövő forgalom világításához illeszkedő, automatikus vezérlésű folyamattá alakítható.

A második generációjú csupa-LED világítás a képen látható világítófunkciókat integrálja (Magyar leírás fentről lefelé: Villogó fény, Kanyarfény, Helyzetjelző fény (11 LED-del), Tompított fény (6-LED), Távolsági fény (3 LED-del))

LED-fényszórók bevezetése

Az első csupa-LED fényszórók az év fordulóján jelennek meg a luxusosztály járművein, ahol új stíluselemek hordozói lesznek. A második lámpagenerációt jelentő, szabadon címezhető LED-ekből felépített frontális világítóegységeit a Hella 2012-től kínálja a járműgyártóknak.

A tervek szerint a második lámpageneráció szabadon címezhető LED-jei lámpafunkciónként 10 ezer óra élettartamúak, és az elsőnél 80%-kal kisebb energiafelvételű, a xenonlámpákénál 30%-kal nagyobb színhőmérsékletű, 130 lm/W fényhasznosítású (a xenonlámpáké 90 lm/W, a halogénlámpáké 20 lm/W) világítóeszközök lesznek.

Elemenként szabadon címezhető LED-hálózat (felül), és a LED-hálózat használatával módosított fényelosztás (alul)

A második LED-lámpagenerációjú frontális világítórendszert (AFS2-t) a Hella az Opel Signum koncepcióautón mutatta be.

Az AFS2 LED-költségei összemérhetők a xenonlámpás világítórendszerekével. Felületi fényességük és fényhasznosításuk meghaladja majd a xenonlámpáékét. Moduláris világítóelemei 11 LED-es helyzetjelző, 6 LED-es tompított, 3 LED-es távolsági fénysugárzó modulból épülnek fel, amelyet néhány LED-es villogó világítás és kanyarfénysugárzó egészít ki.

A billenőházú VarioX-fényszóró a vakításmentes világítás új eszköze

A LED-es AFS2 forgalmazhatóságát lehetővé tevő ENSZ EGB jogszabály a várakozások szerint 2008-ban lép hatályba. Úgy, hogy az egybeesik a megfelelő SAE- előíráséval.

A LED-es útmegvilágító rendszer fejlesztések az egyedi LED-ek növekvő fényintenzitása irányába mutatnak, ennél fogva az azonos fényhasznosítású LED-száma folyamatosan csökken, míg az általuk kibocsátott fény fénysűrűsége folyamatosan növekszik.

Vakításmentes távolsági fény a laboratóriumban...

...és a gyakorlatban. Elvakított vadak a távolsági fényben (felül), és ugyanazok, vakításmentes fénykévében (alul)

Világítástechnikai fejlesztések

A LED-világítás szabadon címezhetősége a fényelosztás új minőségének elérését teszi lehetővé. Úgy, hogy a LED-tömb egyes világítóelemeit aktív módon működteti (aktív világítás), erre alkalmas kamera képének felhasználásával. Ez különösen akkor hatékony, ha a kameraképet feldolgozó programot olyan veszélyfelismerő szoftver egészíti ki, amely folyamatosan figyeli a szembejövő jármű világítását, és ehhez igazítja a saját jármű útmegvilágítását.

A szembejövő járművezető védelmére tompított világítás a jármű mögött meghúzódó vadakat sem vakítja el

Ennél is jelentősebb a jármű belső és külső környezetét figyelő kamerarendszerrel való felszerelése, ami nemcsak a világítástechnikai eszközök használatát helyezi új alapokra, hanem a vezetés biztonságát is.

Ezen alapul a kamera alapú figyelem-ellenőrző asszisztens működése is, amely a szem pislogásának frekvenciáját és azok időközeit figyeli. Annak érdekében, hogy túlságosan kis frekvenciák és hosszú pislogási időközök esetén riassza a mikroalvásba szenderült vezetőt.

A korszerű frontális világítórendszer [Advanced Frontlighting System (AFS)] folyamatosan figyeli a szembejövő jármű fényét. Automatikusan ehhez igazítja az adaptív világítás világos-sötét határvonalát, és a legtávolabbira állítja a saját fényszórók világításhatárát

A jármű külső környezetét figyelő kamerarendszer még elképesztőbb dolgokra képes. A jármű előtti, a jármű mögöttes és oldalsó környezetét figyelő kamerarendszer monitoron egyesíti a parkoló gépkocsi felülnézeti képét. A négy oldal képeiből nyert szintetikus monitorképen biztonságosan nyomon követhető és módosítható is a parkoló jármű mozgása.

Amíg az átlagos vezető egy másodperc alatt leolvassa a műszerfalról a haladási sebességet, az idősebb vezetőknek ennek a duplája is kevés lehet. A leolvasás idején, vakon végzett vezetést csökkenti a fejmagasságú kijelző (Head Up Display), amely a vezető szemmagasságába vetíti a legfőbb vezetési információkat

Ha pedig a madártávlati megfigyelés képét folyamatosan archiválják, a baleseti helyzetekről is joghiteles felvételhez juthatunk.

Hasonló fejlesztések az eddigieknél is többet tehetnek a közlekedő és az áruszállító ember életének és értékeinek megőrzéséért.

A kamera alapú figyelem-ellenőrző asszisztens a szem pislogásának fekvenciáját és azok időközeit figyeli. Túlságosan kis fekvenciák és hosszú pislogási időköz esetén riasztja a mikroalvásba szenderült vezetőt

A környezetet figyelő (első, hátsó és a tükörbe épített oldalsó) kamera- rendszer monitoron egyesíti a parkoló gépkocsi felülnézeti képét, amelyen biztonságosan nyomon követhető, és módosítható is a parkoló gépkocsi felülnézeto képét, amelyen biztonságosan nyomon követhető, és módosítható is a parkoló jármű mozgása