Design einer effizienten Lichtleiteroptik fuer LED-Frontscheinwerfer

LEDs eroeffnen dem Optikdesigner voellig neue Entwicklungsmoeglichkeiten. Breite Anwendung finden LEDs als Lichtquellen in automobilen Leuchten mit Signalfunktion wie zum Beispiel Ruecklichtern und Fahrtrichtungsanzeigern. Erste LED-Frontscheinwerfer sind im High-End-Sektor bereits verfuegbar oder stehen kurz vor der Markteinfuehrung. Die Entwicklung von LED-Leuchten gestaltet sich als komplexes Zusammenspiel verschiedener Faktoren. Alle lichttechnischen Einrichtungen an der Aussenseite eines Fahrzeugs sind sicherheitsrelevant und muessen daher in Europa den Anforderungen der ECE-Regelungen genuegen. Der zunehmende Einsatz von High-Power-LEDs in allen Bereichen der automobilen Beleuchtung erfordert neuartige, fortgeschrittene Designtechniken. Nur so lassen sich die vorteilhaften Eigenschaften der LEDs konsequent fuer die Entwicklung hocheffizienter Beleuchtungssysteme nutzen. Dieser Beitrag verdeutlicht anhand des praxisrelevanten Beispiels eines LED-Frontscheinwerfers die Entwicklungsschritte der dazugehoerigen optischen Komponenten. Die besondere Herausforderung der Aufgabenstellung liegt in der Erzeugung einer scharfen Hell-Dunkel-Grenze ohne zusaetzliche abschattende Elemente. Anders als einige bisherige Loesungen basiert dieses System somit nicht auf der Projektionstechnologie. Das System ist zur Erzielung der erforderlichen Beleuchtungsstaerken modular skalierbar und zeichnet sich durch weitreichende Anpassungsmoeglichkeiten an das gewuenschte individuelle Erscheinungsbild des LED-Scheinwerfers aus. Als Designmethoden finden hierbei das Konzept der Virtually Reflecting/Refracting Surfaces (VRS), das Massschneidern von Freiformflaechen und Optimierungsalgorithmen Verwendung. Diese Verfahren eignen sich hervorragend, um die Vorgaben bezueglich des aeusseren Erscheinungsbildes und die Forderung nach hoher Effizienz des lichttechnischen Systems in Uebereinstimmung zu bringen. (A) Beitrag zur VDI-Tagung "Optische Technologien in der Fahrzeugtechnik", Leonberg, 3. und 4. Juni 2008. Siehe auch Gesamtaufnahme der Tagung, ITRD-Nummer D364540.