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Scheinwerferlinsen

Linsen für LED-, Matrix-LED- und Laser-Scheinwerfer

Aufgrund der erheblichen Sicherheits- und Fahrkomfortvorteile nimmt die Zahl der Fahrzeuge mit Scheinwerfern mit blendfreiem Adaptivem Fernlicht (ADB) rasant zu. In Verbindung mit Kameras und Detektoren zum Erfassen der Straße und ihrer Umgebung kann diese Technologie die Blendung für alle Verkehrsteilnehmer deutlich reduzieren und die Sicht für den Fahrer verbessern. Verschiedene Methoden zur Erreichung dieses Ziels sind bereits in Serie erhältlich, wie z.B. LED-Matrix- und LED-Pixel-Lichtsysteme. Andere sind noch Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung wie µAFS, Digital Light Processing (DLP), Micro Electro Mechanical System (MEMS) und Liquid Crystal Display (LCD) Systeme.

Alle diese Verfahren erfordern präzise Primär- und  Sekundäroptiken, die in der Lage sind, die hohen optischen Leistungsdichten neuer LED- und Laserlichtquellen zu bewältigen. Neben der Blendungsminimierung, der Erhöhung der Sehreichweite des Fahrers, der Latenzzeit und Weichheit von Lichtänderungen ist die Bild- und Pixelauflösung der Schlüsselfaktor für einen homogen ausgeleuchteten Bereich mit trennbaren Hell- und Dunkelpunkten. In vielen Systemen, z. B. bei LED-Matrix- oder Pixelbeleuchtung, muss die Optik nah an der Lichtquellen (LED, Laser) positioniert sein, um eine maximale Lichtausbeute zu erzielen. In solchen Fällen muss das jeweilige Material sehr hohen thermischen Belastungen sowie äußeren Einflüssen wie UV-Strahlung und Chemikalien standhalten und dabei seine geometrischen und optischen Eigenschaften über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs behalten.

Neue Multi-Pixel-Technologien wie DLP und MEMS benötigen prinzipiell nur eine Abbildungslinse. Allerdings existieren auf dem Massenmarkt für Video- und Kinoprojektion Mikrospiegelchips, deren Auflösung bereits die durch die aktuellen Projektionslinsen definierte Grenze überschreitet, d. h. die chromatische Linsenaberration führt zu einer Aufweichung und Verbreiterung der eigentlich scharfen Pixelkanten und erzeugt störende Farbeffekte in unmittelbarer Nähe. Komplexe Linsensysteme bzw. Projektionsobjektive zur Korrektur dieser und anderer optischer Aberrationen sind daher häufig erforderlich. Dies beeinträchtigt die Gesamtgröße, das Gewicht und den Preis des Systems.

Die Lichtperformance kann deutlich verbessert werden durch Verwendung von Glaslinsen mit hoher Konturgenauigkeit und geringer Dispersion. Um höchste optische Wirkungsgrade zu erreichen, reduzieren zusätzliche dichroitische Beschichtungen die verbleibenden Reflexionen an den optischen Übergängen und ermöglichen eine maßgeschneiderte Transmissionscharakteristik in schmalen und breiten Wellenlängenbereichen. Neben solchen optimierten Antireflex- (AR) oder Infrarot- (IR) Beschichtungen kann auch der Farbeindruck in Transmission und/oder Reflexion angepasst werden.