Projizierender Blinker für mehr Sicherheit im Straßenverkehr

In den vergangenen Jahren konnten sich mikrooptische Projektoren für Anwendungen im Bereich Verkehr und Automotiv etablieren. Dabei ermöglichen diese Projektoren die Kommunikation von Autos mit ihrer Umgebung. Forscher des Fraunhofer-Instituts für angewandte Optik und Feinmechanik haben jetzt ein dynamisches Blinklicht entwickelt, das in kompakter Form eine größtmögliche Sichtbarkeit auch unter Tageslichtbedingungen garantiert.

Tote Winkel, kleiner Blinker oder schlechte Sichtverhältnisse – im Straßenverkehr kann es aus vielen Gründen zu riskanten Situationen zwischen Verkehrsteilnehmern kommen. Zum Beispiel, wenn eine Person auf einem Fahrrad das Blinkzeichen eines ausscherenden Autos übersieht. Der jetzt von Forschern des Fraunhofer-IOF entwickelte projizierende Blinker erreicht bei einer Größe von 35 x 35 x 55 Millimetern eine Illuminanz von über siebentausend Lux auf der Straße. „Diese hohe Beleuchtungsstärke zusammen mit dem dynamischen Laufeffekt der Winkelzeichen ermöglichen die Sichtbarkeit des Blinkers auch bei Tageslicht“, erklärt Rohan Kundu vom Fraunhofer-IOF

Der Designansatz überwindet entscheidende Herausforderungen bei Anwendungen mit mikrooptischen Projektoren: Vergrabene, absorptive Maskenschichten führen bei gängigen Projektionssystemen zu Transmissionsverlusten, einem aufwändigen und kostspieligen Herstellungsprozess und einer verringerten Lebensdauer der Projektoren. Die Forscher am Fraunhofer-IOF verzichten bei der Entwicklung des projizierten Blinkers gänzlich auf diese Masken und verlagern Mustererzeugung und Strahlformung hin zu irregulären Tandem-Mikrolinsenarrays.

Das zweiseitige MLA besteht aus einer Anordnung von pfeilförmigen Mikrolinsen, Lenslets genannt, auf der Licht-Eingangsseite und kleineren quadratischen Lenslets auf der Ausgangsseite. Durch die Beleuchtung des MLA unter unterschiedlichen Einfallswinkeln werden Lichtpfade zwischen bestimmten Kombinationen von Eingangs- und Ausgangslenslets gelenkt. Dieses gewollte Kanalübersprechen ermöglicht die Projektion einer dynamischen Sequenz von Winkelzeichen auf der Straße. Der Designansatz ermöglicht es, mit einem einzigen Projektor-System Winkelzeichen an unterschiedlichen Positionen zu erzeugen, was die Montage vereinfacht sowie Kosten und Platzbedarf reduziert.

Hergestellt werden die zweiseitigen Mikrooptikarrays durch Grautonlithographie. Anschließend werden sie als Polymer-auf-Glas-Tandemarrays repliziert. Die Kombination von Polymer und Glas ermöglicht dabei eine präzise Kontrolle der optischen Eigenschaften, da das Polymermaterial gezielt auf die Glasoberfläche aufgetragen und geformt werden kann. Den Forschern zufolge lassen sich die Tandemarrays ebenfalls durch preiswertere Technologien herstellen. „Die Verwendung von sehr kostengünstigen Verfahren wie Spritzgießen oder Heißprägen ermöglicht das Herstellen von größeren und optional gekrümmten Linsen bei nur minimal verschlechterter optischer Qualität“, so Kundu.

In den vergangenen Jahren konnten sich mikrooptische Projektoren für viele Straßenprojektions-Anwendungen etablieren. Sie sind stark miniaturisierbar und eignen sich für die Car2X-Kommunikation. Projizierte Muster ermöglichen dem Auto die Kommunikation mit seiner Umgebung, seien es Autos, Fußgänger oder Radfahrer. Damit kann der entwickelte dynamische Blinker zu einer erhöhten Verkehrssicherheit beitragen. Die Projektionssysteme stellen weiterhin eine Schlüsseltechnologie für intelligente Transportsysteme in der Zukunft, wie beispielsweise autonom fahrende Autos, dar.

Fh.-IOF / RK