Automotive
 

Luce laser nel settore automobilistico: domande e risposte sull'innovativa tecnologia laser

Grandi opportunità per l'illuminazione intelligente automotive

L'esperto Roland Fiederling

Intervista al Dr. Roland Fiederling, Application Engineer Automotive di OSRAM Herbrechtingen.

Come funziona esattamente la luce laser?

La portata fino a 600 metri degli abbaglianti della BMW i8, doppia rispetto a quella normalmente ottenuta con l'abbagliante LED, è in gran parte frutto del modulo laser sviluppato da OSRAM e integrato nel proiettore.

L'attivazione avviene non appena la velocità di marcia supera i 70 chilometri all'ora e la telecamera on-board è in grado di rilevare in modo affidabile l'assenza di traffico in senso contrario. "Sfruttiamo le proprietà fisiche del laser", spiega Hans-Joachim Schwabe, CEO di OSRAM Specialty Lighting (SP).

I diodi laser possono generare un livello elevato di luce in uno spazio minimo. Un diodo laser genera un flusso quasi puntiforme su pochi micron: di conseguenza, la lente utilizzata può essere molto piccola.

L'altissima intensità luminosa consente anche una portata elevata.

In che modo esattamente viene prodotto il raggio laser e con quali singoli processi?

La base per l'abbagliante laser è il risultato di uno sviluppo elaborato dai laboratori di ricerca di OSRAM Opto Semiconductors a Regensburg. I diodi laser blu con potenza sufficiente di almeno un watt sono disponibili solo da pochi anni. Basati sulla tecnologia al nitruro di gallio e indio, sono stati originariamente sviluppati per le tecnologie per i proiettori professionali. Il colore della luce di questi diodi laser può essere ulteriormente adattato regolando il rapporto di miscelazione degli elementi indio e gallio.

Tuttavia, implementare i diodi laser sui veicoli non è semplice, visto che devono funzionare a un intervallo di temperature comprese tra - 40 +100 ° C.

"Sviluppare diodi laser che funzionino in modo affidabile a temperature superiori a 50° C è stata un'impresa", dichiara Hans-Joachim Schwabe "dato che si tratta di temperature facilmente raggiungibili se la radiazione solare è intensa".

I diodi laser emettono luce monocromatica a lunghezza d'onda di 450 nanometri, percepita come blu dall'occhio umano. Questa luce non è adatta per l'utilizzo su veicoli. Serve invece la luce bianca, preferibilmente con temperatura di colore di circa 5500 K.

Gli specialisti di OSRAM Specialty Lighting (SP) hanno quindi sviluppato un modulo in cui la luce laser da più diodi colpisce inizialmente un convertitore. Con l'aiuto di una sostanza fluorescente, questo converte la luce blu in luce bianca, esattamente come nei moderni diodi a emissione luminosa.

Quando ha iniziato OSRAM a occuparsi dello sviluppo di luce laser, quali sono state le pietre miliari di questa tecnologia, e chi sono i partner del progetto?

Lo sviluppo del Laser Activated Remote Phosphor (LARP) per il settore automotive è iniziato circa quattro anni fa. Le pietre miliari sono state lo sviluppo di vari concetti, così come del prototipo fino alla produzione in serie.

Dove si sono svolte queste attività di ricerca e sviluppo?

Lo sviluppo dei sistemi LARP per il settore automotive è il risultato di una collaborazione globale tra varie divisioni di OSRAM. Le divisioni Specialty Lighting, Opto Semiconductors e Corporate Technology hanno lavorato insieme a stretto contatto.

In che modo il laser per il proiettore auto differisce da quello per altri settori (ad esempio, per l'intrattenimento)?

Le principali differenze dei sistemi LARP per auto rispetto a quelli destinati ad altri ambiti sono i requisiti specifici del settore automobilistico in relazione allo spazio di progettazione e alle condizioni ambientali, nonché alle interfacce di collegamento ai proiettori e alle pressioni relative a tempi e costi.

Quanto costa un faro con luce laser? Come possono essere ridotti i suoi costi in futuro?

I sistemi LARP rimangono soluzioni costose, riservate ai produttori di auto di alta gamma. I costi possono essere ridotti aumentando i volumi. Questo può avvenire, ad esempio, montando sistemi LARP su veicoli di fascia media.

Qual è il vantaggio della luce laser rispetto ad altre tecnologie di illuminazione (alogena, xeno, LED)?

La luce laser genera una luminosità estremamente elevata, molto superiore a quella delle tecnologie convenzionali. La luminosità è quattro volte superiore a quella dei LED. Questa luminosità estrema consente l'utilizzo di componenti ottici di dimensioni ridottissime, che possono essere disposti all'interno del proiettore in base alle esigenze, offrendo così al progettista un certo margine di flessibilità. Di contro, i sistemi ottici di dimensioni simili, come quelli impiegati nelle applicazioni LED, determinano portate molto significative: i veicoli attualmente di serie arrivano a una portata di 600 m.

In quale fase ci troviamo attualmente, e qual è la tabella di marcia di OSRAM per la luce laser per il prossimo anno?

Il sistema LARP è soggetto a pressioni di sviluppo considerevoli. Accanto a sistemi complessi utilizzati nella produzione di serie di oggi, in futuro saranno disponibili anche gruppi di componenti più piccoli, che consentiranno ai progettisti dei proiettori molta più libertà, e quindi l'opportunità di sfruttare nuovi campi di applicazione. In futuro, saranno disponibili moduli complessi con corrispondenti prestazioni del flusso, così come piccoli moduli compatti con prestazioni inferiori.

Video: OSRAM Herbrechtingen: produzione di soluzioni di illuminazione innovative per l'auto