Infrarot-Lichtquellen 4 Anwendungen im Automobilbereich

LiDAR-Systeme für Automobile sind ein Wachstumsmarkt. Sie erkennen mittlerweile Objekte bis zu 150 Meter Entfernung. Viele Systeme arbeiten mit IR-Dioden als Lichtquelle.
LiDAR-Systeme für Automobile sind ein Wachstumsmarkt. Sie erkennen mittlerweile Objekte bis zu 150 Meter Entfernung. Viele Systeme arbeiten mit IR-Dioden als Lichtquelle.

Die Automobilindustrie ist einer der weltweit stärksten Technologietreiber. Aktuell profitieren davon die Hersteller von Infrarot-LEDs. Vier wachsende Anwendungsbereiche im Überblick.

Etwa 3 Milliarden US-Dollar. So viel Umsatz, schätzte LEDinside, erwirtschaftete der Automobilsektor 2017 mit LED-Beleuchtung. Mit knapp 15 Prozent Umsatzsteigerung wächst der Bereich deutlich schneller als die weltweite LED-Industrie mit vergleichsweise bescheidenen 3 Prozent.

Den größten Anteil am Umsatz hat die Beleuchtung mit sichtbarem Licht. Der Umstieg auf LED-Technik in Frontscheinwerfer, Heckleuchten und Interieurbeleuchtung sorgt für einen Grundbedarf bei der Automobilindustrie, die gleichzeitig in die Forschung und Produktentwicklung von Anwendungen wie adaptives Fernlicht oder Multi-Pixel-LED-Technik investiert.

Abseits von diesem Anwendungsgebiet hat sich ein neuer Wachstumsmarkt für die Lichtindustrie innerhalb des Automobilsektors entwickelt. Um ihn zu bedienen, müssen sie ihr Technik-Portfolio auf den Infrarotbereich erweitern. Viele der sicherheitsrelevanten Automobilsysteme arbeiten mit IR-Lichtquellen. Vier Bereiche sieht Osram OS, das seine Belegschaft für F&E und Produktion in diesem Bereich stark aufstockt, hier als Wachstumstreiber.

1. 850 nm: Außenkameras im Nachtbetrieb

Kameras für den Außenbereich werden zur Unfallvermeidung eingesetzt. Bei Dunkelheit übernehmen entweder Laser oder IR-Dioden die Beleuchtung. Lasersysteme arbeiten in der Regel gepulst, IR-Dioden sind für eine kontinuierliche Beleuchtung ausgelegt.

Infrarot-Beleuchtungssysteme ist eines der Hauptanwendungsbereiche für IR-Dioden. Der emittierte Wellenlängenbereich liegt bei 850 nm, was vom menschlichen Auge als leichtes rotes Leuchten wahrgenommen wird.

2. 940 nm: Innenkameras

Für die Beleuchtung des Sichtfeldes von Innenkameras wird daher eine höhere Wellenlänge von 940 nm verwendet. Häufigster Anwendungsfall ist die Fahrerüberwachung, in erster Linie Müdigkeits- und Blickrichtungserkennung. Systeme zur Gestenerkennung arbeiten in vielen Fällen ebenfalls kamerabasiert und sind auf eine entsprechende Ausleuchtung bei Nacht angewiesen.

3. 905 - 940 nm: LiDAR-Systeme

LiDAR-Systeme (Light Detection And Ranging) arbeiten für die Objekterkennung nach dem Prinzip der Rückstrahlortung. Wird als Lichtquelle eine gepulste Laserquelle verwendet, können Distanz und Reflexionseigenschaften von Objekten in Entfernungen bis 100 Kilometer bestimmt werden.

Entsprechende Systeme sind in der Atmosphärenforschung in Gebrauch. Im Automobil tasten LiDAR-Systeme einen Bereich bis 150 Meter ab, mit Frequenzen bis 20 Hz. Lichtquellen sind IR-Dioden mit Wellenlängen zwischen 905 und 940 nm.

4. 810 - 940 nm: Biometrische Identifikation

Das Anwendungsgebiet ist bisher auf Zutrittskontrollsysteme in Industrie und Flughäfen und in jüngerer Zeit auf Smartphones beschränkt. Auf der diesjährigen CES und im Genfer Automobilsalon stellte Rinspeed ein Konzeptfahrzeug mit biometrischer Identifikation vor. Automobilhersteller erwägen eine Nutzung der Gesichtserkennung oder des Iris-Scans für die Fahrererkennung und den benutzerfreundlichen Zugriff auf Datensysteme im Fahrzeug.

IR-Dioden werden als Lichtquelle für eine gleichmäßige Ausleuchtung von Gesicht oder Iris benötigt. Hersteller arbeiten aktuell daran, kompaktere Modelle mit hoher optischer Leistung und einer auf die Anwendung optimierten Abstrahlcharakteristik zu entwickeln.