Fari auto a cristalli liquidi, le luci "parleranno" al guidatore

La rivoluzione secondo Hella: 2 LCD e il dialogo con i sensori creano i fari-proiettore. Simboli e indicazioni insieme alla luce

Fari auto a cristalli liquidi, le luci
Il travaso di tecnologie elettroniche verso l'automotive prosegue incessante e il pensiero ritorna a qualche decennio addietro, quando le automobili più moderne dichiaravano orgogliosamente di avere "accensione e iniezione a controllo elettronico integrato". Oggi anche gli scooter li hanno, insieme all'ABS e sistemi di controllo delle emissioni di Livello Euro 4 mentre le automobili raggiungono nuove frontiere in tutti i campi. Una nuova tappa nella "digitalizzazione" di tutti i componenti (leggi dei fari auto digitali che manderanno in pensione quelli normali) la si deve a questi fari creativi proposti da Hella: la luce prodotta dai LED viene modellata a piacere da due matrici LC, una soluzione che apre orizzonti molto nuovi (più tradizionali e sicuramente più economici sono i fari modulari a LED di Magna).

PETTINIAMO LA LUCE

Per capire bene come funzionano questi fari può essere utile ricordare cos'è la luce polarizzata. Quella che chiamiamo luce è una radiazione elettromagnetica la cui frequenza la rende percepibile dal nostro sistema visivo; onde a frequenza più bassa, come i raggi infrarossi, o più alta, come gli ultravioletti, risultano invisibili. Polarizzare la luce significa far si che le onde elettromagnetiche che la compongono oscillino solo in un determinato piano, operazione possibile con speciali filtri la cui azione è paragonabile ad una sorta di pettine.
Se la luce polarizzata viene fatta passare in un secondo polarizzatore essa risulta attenuata fino ad essere bloccata se i piani di polarizzazione formano un angolo di 90°.

LUCE DAI CRISTALLI (LIQUIDI)

I cristalli liquidi (LC) sono particolari fluidi che polarizzano la luce secondo piani che variano al variare di una tensione elettrica: è quindi possibile modulare una luce polarizzata fino bloccarla del tutto o quasi (è un meccanismo diverso, e più economico, rispetto a quello dei fari Laser LED di Audi).
Questi elementi sono ben visibili nello schema dei nuovi fari Hella Liquid Crystal HD, nei quali si vedono le sorgenti luminose a LED (sono 25, ognuna pilotata singolarmente come la retroilluminazione dei TV LCD-LED) che inviano la luce verso un polarizzatore che la separa in 2 fasci, uno polarizzato verticalmente e l'altro orizzontalmente (leggi della visita di SicurAUTO.it al polo tecnologico di Osram). A questo punto essi vengono riflessi da specchi e incontrano le matrici LC da 30 mila pixel ciascuna, che modulano la luce a piacere; i due fasci vengono poi riuniti da un'ottica secondaria.
Ogni pixel delle matrici viene pilotato 60 volte al secondo e la luce risultante può non soltanto essere modellata per evitare gli abbagliamenti o illuminare meglio le curve ma anche per creare simboli e indicazioni animati. I fari Hella Liquid Crystal HD nascono nel progetto di ricerca VoLiFa2020, finanziato dal Ministero Federale dell'Istruzione e della Ricerca tedesco per arrivare a sistemi illuminanti intelligenti, efficienti e sicuri. Hella ha lavorato con Merck, Institut für Großflächige Mikroelektronik, Università di Stoccarda, Porsche, Elmos Semiconductor, Schweizer Electronic e l'Università di Paderborn.

IL FARO CHE DIALOGA

Creare un fascio luminoso sommando 30 mila micro sorgenti permette di produrre animazioni di ogni tipo ad alta risoluzione: il meccanismo è analogo a quello del cinema, nel quale immagini singole proiettate 24 volte al secondo danno l'idea del movimento perché l'occhio le fonde insieme, integrandole. La frequenza dei fari Hella, che è di 60 fotogrammi/secondo, dà animazioni ancor più fluide con una tecnica mutuata da quella dei videoproiettori domestici e per i cinema. Il collegamento con i sensori di bordo, come il posizionamento satellitare, la videocamera e il LiDAR, apre una marea di possibilità, come l'indicazione della distanza di sicurezza dal veicolo che precede o la visualizzazione della safety zone da non invadere superando un ciclista.
I prototipi dei fari Hella Liquid Crystal HD sono attualmente in fase di prova su una Porsche Panamera, guidata dai test driver dell'Università di Paderborn. Il responsabile del Lighting Technology Pre-Development in HELLA, Christian Schmidt, spiega che "l'utilizzo di una matrice LCD è un ulteriore passo verso la digitalizzazione dell'illuminazione. Questo implica che la forma del fascio luminoso sarà controllata dal software: il guidatore avrà la miglior visuale possibile della strada senza abbagliare gli altri utenti. Si aprono inoltre possibilità molto sofisticate, come la proiezione sulla strada delle indicazioni del navigatore, della traiettoria ideale o delle delimitazioni di una pista ciclabile. La tecnologia LCD consente funzioni rilevanti anche per la guida autonoma e contiamo di arrivare quanto prima alla produzione di serie".

Pubblicato in Tecnica il 17 Luglio 2017 | Autore: Nicodemo Angì


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