Osram Opto Semiconductors Infrarot-LEDs für mehr Sicherheit im Straßenverkehr

Eine typische Anwendung für IREDs mit 940 nm ist die Fahrerüberwachung
Eine typische Anwendung für IREDs mit 940 nm ist die Fahrerüberwachung

Sichtbares und unsichtbares Licht ist bereits heute die Basis für viele Komfort- und Sicherheitsfunktionen im Auto. Großes Zukunftspotenzial sehen die Experten von Osram Opto Semiconductors vor allem für Infrarot-LEDs, kurz IREDs. Doch nicht jede IRED eignet sich für jede Anwendung.

Neben den vieldiskutierten Themen wie adaptives Fernlicht oder adaptive Frontbeleuchtung gibt es zahlreiche Funktionen, die die Fahrzeugsicherheit verbessern können. Dazu zählen beispielsweise adaptive Geschwindigkeitsregelung, Unfallwarn- oder automatische Notbremssysteme, Fußgängerschutzfunktionen, aktive Nachtsicht, Fahrerüberwachung, Passagiererkennung und vieles mehr.

Die Grundlage vieler sicherheitsrelevanter Automobilsysteme bildet unsichtbares Licht von Infrarot-LEDs. Je nach Wellenlänge werden diese Lichtquellen in unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt.

Eine Hauptanwendung für IREDs mit einer Wellenlänge von 850 nm sind Infrarot-Beleuchtungsmodule für Kamerasysteme zur Überwachung der äußeren Fahrzeugumgebung. Dazu gehören Nachtsicht-Systeme, die Früherkennung von Gefahrensituationen über Unfallvermeidungssensoren (Pre-Crash-Sensorik) sowie Systeme für den Fußgängerschutz, die mit Kamerabildern arbeiten. Das Ausleuchten der Szenerie vor dem Fahrzeug mit Infrarotlicht ermöglicht es, die Fahrzeugumgebung auch bei Dunkelheit sicher zu erfassen. Im Gegensatz zu laserbasierten Assistenzsystemen, die mit gepulstem Licht arbeiten, verwenden die oben genannten Systeme vorwiegend permanent arbeitende Lichtquellen. In den letzten Jahren haben sich Effizienz und Helligkeit solcher IRED-Lösungen stark verbessert. Gleichzeitig wurden die Größe und die Systemkosten kontinuierlich verringert. Diese Entwicklung hat maßgeblich dazu beigetragen, die Implementierung IRED-basierter Sicherheitssysteme im Automobilmarkt zu beschleunigen.

850 nm vs. 940 nm

IREDs mit einer Wellenlänge von 850 nm werden vorwiegend für Außenanwendungen verwendet. Der Grund dafür ist das menschliche Wahrnehmungsvermögen: Infrarotlicht, das in einem Wellenlängenbereich unterhalb von 900 nm liegt, ist für das menschliche Auge als rotes Leuchten (sogenanntes Red Glow) wahrnehmbar. Während dies bei Systemen im Außenbereich nicht problematisch ist, wäre es im Fahrzeuginneren störend. Hier setzt man daher auf Infrarotlicht mit 940 nm, weil dieser Spektralbereich vom menschlichen Auge nicht mehr wahrgenommen wird.

Eine typische Anwendung für IREDs mit 940 nm ist die Fahrerüberwachung: Ein Kamerasystem mit Infrarotausleuchtung überwacht das Gesicht und die Blickrichtung des Fahrers. Schaut der Fahrer nicht direkt auf die Straße, kann das System dessen Aufmerksamkeit zurück auf den Verkehr lenken. Es kann auch erkennen, wenn der Fahrer müde wird, und ihn rechtzeitig zu warnen – eine große Verbesserung der Verkehrssicherheit. Darüber hinaus können Erkennungssysteme beispielsweise die Sicherheit für Fahrzeuginsassen dadurch verbessern, dass die Ausrichtung der Airbags automatisch auf die Sitzposition der Mitfahrer eingestellt wird. Auch die Gestenerkennung sorgt für mehr Sicherheit. Denn sie vereinfacht nicht nur die Handhabung von Autosystemen, sondern verringert auch die Zeit, in der der Fahrer abgelenkt ist und nicht auf die Straße schaut.

Neben ihrer hohen Leistung und Effizienz liefert die neueste Generation von 940-nm-IRED-Komponenten, die Oslon-Black-Produktfamilie von Osram Opto Semiconductors, eine hohe optische Pulsleistung und eine große Auswahl von Abstrahlwinkeln. Damit können Systementwickler für praktisch jede Anwendung die richtige IRED auswählen, ohne dass eine zusätzliche Optik installiert werden muss.

Biometrie
erobert die Automobilindustrie

Die Mobil- und Konsumgeräte-Industrie hat die Entwicklung der biometrischen Identifikation stark beschleunigt. Vom Fingerabdruck über Iris-Scan und Gesichtserkennung gelten biometrische Verfahren als ausgesprochen zu­verlässig, sicher und benutzerfreundlich. Nun erobern diese Systeme auch die Automobilindustrie. Viele Automobilhersteller erwägen bereits, derartige Systeme für einen sicheren Fahrzeug-Zugang, Fahrererkennung oder den Zugriff auf Datensysteme im Fahrzeug einzusetzen. Und auch hier findet sich die Infrarot-Technologie wieder, denn eine helle und vollständige Ausleuchtung des Gesichts ist essenziell für die Gesichtserkennung sowie für Augenverfolgungssysteme (Eye-Tracking) in Fahrzeugen. Die neuesten IRED-Lösungen, mit typischen Wellenlängen von 810 nm bis 940 nm, sind entscheidend für das hohe Qualitäts- und Kontrast-Niveau, das für biometrische Systeme benötigt wird. Die Fortschritte bei der Miniaturisierung, ein reduzierter Stromverbrauch sowie niedrigere Kosten werden die Akzeptanz im Markt zusätzlich stärken, davon sind die Osram-Experten überzeugt.