Leistungssprung in der Lichttechnik

Die neuen hochauflösenden Porsche LED-Hauptscheinwerfer mit HD-Matrixstrahl bieten eine hochauflösende Lichtverteilung, die bis zu doppelt so hell ist wie bisherige Systeme.

Porsche hat mit seiner neuen hochauflösenden HD-Matrix-Technologie die Lichttechnologie der nächsten Generation entwickelt. Kernelement der gemeinsam mit Partnern entstandenen Innovation ist ein Chip, der über 16.000 einzeln ansteuerbare Mikro-LEDs auf einer daumennagelgroßen Fläche vereint. Von diesen LED-Chips werden zwei für jeden Scheinwerfer verwendet – vier pro Fahrzeug. Die Scheinwerfer mit HD-Matrix-Technologie bieten daher eine bis zu doppelt so helle hochauflösende Lichtverteilung auf einer viermal größeren Fläche als bisherige Spitzensysteme.

Der Fahrer profitiert von der hohen Lichtflexibilität, die die Neuentwicklung durch eine äußerst homogene Ausleuchtung ermöglicht. Hinzu kommen innovative Funktionen wie Fahrspurausleuchtung, Aufbau- und Engstellenlicht und adaptives Autobahnfernlicht. Das leistungsstarke Fernlicht macht die Nacht in einer Entfernung von bis zu 600 Metern zum Tag. Für entgegenkommende Fahrzeuge kommt eine neue blendfreie Fernlichtfunktion zum Einsatz: Große Bereiche rechts und links des Blendschutzspalts werden deutlich heller.

Die neue HD-Matrix-Technologie fügt eine weitere hocheffiziente Komponente hinzu. Da die HD-Matrix-Scheinwerfer nur die Pixel aktivieren, die gerade tatsächlich benötigt werden, verbrauchen sie bei gleichbleibender Lichtmenge deutlich weniger Energie als andere hochauflösende Systeme.

Der neue Porsche-Scheinwerfer umfasst neben Vierpunkt-Tagfahrlicht und statischem Kurvenlicht zwei der neuen HD-Matrix-Module sowie zwei bifunktionale Module für die Einstiegsbeleuchtung und das Zusatzfernlicht. Diese vier Hauptlichtquellen sind in einem für die Marke charakteristischen Vier-Punkt-Design angeordnet. Der bisherige Top-Scheinwerfer von Porsche hingegen verfügt über vier Einstiegsmodule und ein zentrales Matrix-Modul in 84-Pixel-Technologie.

Auch in puncto Design zeichnet sich die neue HD-Matrix-Technologie aus: Erstmals ist die Porsche-typische Vierpunkt-Scheinwerfergrafik des Tagfahrlichts bei Nutzung des neuen Systems auch nachts zu sehen – sowohl bei Abblend- als auch bei Fernlicht . Die HD-Matrix-Scheinwerfer werden sukzessive in verschiedenen Baureihen mit identischer Modultechnik, aber angepasstem Design eingeführt. Im Entwicklungsprozess hat Porsche über 25 Patente für die innovative Technologie angemeldet.

Die neue Technologie muss unterschiedliche und teilweise widersprüchliche Anforderungen in einem System vereinen. Ziel ist es, aus Designgründen alle Lichtfunktionen auf vier Einheiten pro Scheinwerfer zu verteilen. Dennoch sollten die einzelnen Lichtquellen so kombiniert werden, dass eine gleichmäßige und zugleich kraftvolle Ausleuchtung entsteht. Mithilfe von Pre-Design-Simulationen wurde analysiert, welches Gesamtsystemdesign alle Anforderungen – auch die der Kunden – am besten erfüllen würde. Daher entschied sich Porsche für die neue und effiziente HD-Matrix-LED-Technologie mit 16.384 Pixeln pro Modul und nicht für die maximal technisch mögliche Auflösung.

Das Design des Scheinwerfers ist klar strukturiert. Vier nahezu quadratisch angeordnete Lichtmodule, ergänzt durch jeweils ein schmales Tagfahrlichtband über dem Modul, zeichnen das charakteristische Vier-Punkt-Design der Marke nach – bei Tag und bei Nacht. Die beiden oberen Bi-Funktionsmodule sind identisch und sorgen mit jeweils drei LEDs für die Einstiegsbeleuchtung und das Zusatzfernlicht.

Herzstück der neuen HD-Matrix-Technologie sind die beiden unteren Lichteinheiten. Jedes verfügt über ein identisches LED-Array mit integriertem LED-Treiber (ASIC), das auf einer Fläche von nur 12,8 Millimetern mal 3,2 Millimetern einen beispiellos hochauflösenden Lichtstrom erzeugt. Der Systemcontroller – vergleichbar mit einer leistungsstarken Grafikkarte – aktiviert nicht nur die Helligkeit jeder einzelnen der 16.384 einzelnen Leuchtdioden pro LED-Array, sondern steuert sie auch in 1.024 Schritten. Verschiedene Linsen mit jeweils speziell geschliffenem optischem Glas komplettieren die beiden HD-Module.

Die Linsen erzeugen unterschiedliche Beleuchtungswinkel. Das Weitwinkelobjektiv der „Beleuchtung“ des äußeren HD-Matrixmoduls deckt einen Winkel von 40 Grad Breite mal zehn Grad Höhe ab. Das innere „Performance“-HD-Matrixmodul mit Teleobjektiv strahlt das Licht im Winkel von 20 Grad mal fünf Grad ab. Seine Ausleuchtung ist daher nur halb so hoch und halb so breit, aber deutlich heller. Das von den beiden HD-Modulen verteilte Licht überlagert sich in der Mitte. Dadurch vereint der neue Scheinwerfer eine breite Ausleuchtung mit hoher Intensität im zentralen Bereich.

Der Leistungssprung in der Lichttechnik ist auf diese effiziente Lichterzeugung und die Kombination der beiden HD-Matrixmodule mit den beiden bifunktionalen Modulen zurückzuführen. Mit insgesamt 32.768 individuell ansteuerbaren Pixeln pro Scheinwerfer erzeugen die HD-Matrixmodule direktes, hochauflösendes Licht. Es wird nur das Licht erzeugt, das tatsächlich benötigt wird. Aus diesem Grund wird es als Aktivmatrix-Lichterzeugung bezeichnet.

Das HD-Matrixlicht beleuchtet den gesamten 40-Grad-Horizontal- und zehn-Grad-Vertikalbereich mit einem Lichtstrom von über 1.400 Lumen und erzeugt so einen der größten und hellsten hochauflösenden Ausleuchtungsbereiche. Es deckt den gesamten Fernlichtbereich ab und beginnt direkt vor dem Fahrzeug. Innerhalb dieses Bereichs kann das Licht beliebig verteilt werden und diese Flexibilität ermöglicht es, bestehende Funktionen zu verbessern und neue einzuführen – immer mit dem Ziel, dem Fahrer in jeder Situation die bestmögliche Sicht zu bieten.

Fernlicht mit Zusatzfernlicht (Hochleistungsfernlicht) Wenn das System keine vorausfahrenden oder entgegenkommenden Fahrzeuge erkennt und das automatische Fernlicht aktiv ist, schalten die HD-Matrixmodule von Abblendlicht auf Fernlicht um und das Zusatzfernlicht der oberen Bifunktionsmodule wird automatisch eingeschaltet . Dies sorgt für eine Vergrößerung der Strahllänge und erhöht die Leistung des Fernlichts. Mehr als 600 Meter, wenn die Straße beleuchtet ist.

Blendfreies Fernlicht mit neuer Funktion Erkennt die Kamera ein vorausfahrendes oder entgegenkommendes Fahrzeug, wird das Zusatzfernlicht deaktiviert und das Fahrzeug durch Abschalten der entsprechenden Pixel der HD-Matrixmodule gezielt ausgeblendet. Die dadurch frei werdende Energie wird in zusätzliches, funktionsfähiges HD-Licht umgewandelt. Die volle Breite des verfügbaren HD-Lichts wird genutzt, um die Ausleuchtung des blendfreien Fernlichts zu optimieren und die Sicht des Fahrers zu verbessern – ohne andere Fahrer zu blenden. Bei aktivierter Blendschutzfunktion wird die Lichtmenge des HD-Matrixmoduls rechts und links des Blendschutzspalts verdoppelt, was zu einer deutlichen Aufhellung des verbleibenden Fernlichtbereichs führt.

Fahrspurbeleuchtung Diese Funktion dient der besseren Ausleuchtung der eigenen Fahrspur in Form eines Leuchtteppichs. Die Fahrspur zwischen den Fahrbahnmarkierungen wird deutlich heller. Und das unabhängig von der Position des Fahrzeugs auf der Fahrspur. Ob das Fahrzeug weiter rechts, weiter links oder in der Mitte steht – der Leuchtteppich haftet wie ein Magnet an den Fahrbahnmarkierungen. Die Funktion wird ausschließlich auf Autobahnen oder vergleichbaren Straßen aktiviert. Es ermöglicht die frühzeitige Erkennung gefährlicher Objekte und reduziert Spurwechsel durch andere, weniger aufmerksame Fahrer auf die eigene Fahrspur. Bei bewussten Spurwechseln wird der Lichtteppich beim Überqueren der Markierung kurzzeitig auf beide Fahrspuren verbreitert, um anschließend nach erfolgtem Spurwechsel nur noch die neue Spur heller auszuleuchten.

Bau- und Schmalspurbeleuchtung Bei der Erkennung von Baustellen oder Engstellen wird der Lichtteppich automatisch auf Fahrzeugbreite inklusive Spiegel verkleinert, um die Fahrspur aufzuhellen und so für den Fahrer sichtbar zu machen. Durch diese visuelle Unterstützung können Fahrer ihre Position in der engen Fahrspur sowie Überholmanöver besser einschätzen. Lenk- und Geschwindigkeitskorrekturen werden nachweislich reduziert, Spurhaltung und Verkehrssicherheit werden dadurch erhöht.

Adaptives Autobahn-Fernlicht Auf Autobahnen und vergleichbaren Hochgeschwindigkeitsstraßen sorgt das Regelsystem für eine bestmögliche Ausleuchtung der Fahrspur und passt die Lichtverteilung gleichzeitig optimal an die Verhältnisse auf der Autobahn an. Die Ausleuchtung wird mit einem weichen Übergang zum Mittelstreifen hin abgeschnitten, wodurch eine Blendung des Gegenfahrstreifens verhindert wird.

Animation zur Begrüßung und Verabschiedung Beim Ver- und Entriegeln des Fahrzeugs sorgt das Abblendlicht der Vierpunktscheinwerfer für Sicht und Sicherheit vor und um das Fahrzeug. Das Fahrzeug schickt den Fahrer mit einer dezenten Animation los: Die HD-Matrixmodule erzeugen zwei Scheinwerfergrafiken im markentypischen Vierpunkt-Design, die vor dem Ausfahren horizontal über gegenüberliegende Wände oder Garagentore streichen. Das Lichtsystem aktiviert die Animation dann in umgekehrter Reihenfolge, wenn das geparkte Fahrzeug entriegelt und die Fahrertür geöffnet wird.