La luce visibile dall'occhio umano è un'onda elettromagnetica di lunghezza compresa fra i 400 e i 700 nanometri, cioè milionesimi di millimetro. Viaggia a una velocità di quasi 300 milioni di metri al secondo. Nulla può andare più veloce. Nel mondo dell'auto il 2014 ha visto la posa della prima autentica pietra miliare dell’illuminazione a tecnologia laser da parte di Bmw, tecnologia presentata in anteprima mondiale come optional della iper tecnologica i8. Il fascio luminoso è generato da tre diodi laser (attualmente, per ottenere la necessaria densità e potenza luminosa, un solo o due diodi risultano poco efficaci) che generano, in uscita, altrettanti raggi di luce blu, convergenti su una lente che li unisce e indirizza verso un diaframma a specchio, per poi far attraversare al raggio risultante uno strato di fosforo (il cosiddetto “luminoforo”), di colore giallo. La combinazione con il filtro al fosforo genera un colore e una densità pressoché identici a quelli della luce solare.

La geometria del riflettore “raccoglie” i raggi luminosi che vengono concentrati così da formare un fascio e raggiungere un’intensità luminosa 10 volte superiore a quella delle sorgenti luminose tradizionali, per esempio la luce alogena, allo xeno oppure a led. La portata d’illuminazione, in condizioni normali, arriva quindi a 600 metri, quindi circa due volte superiore a quella di un proiettore funzionante con una tradizionale tecnologia d’illuminazione.

Piccolo è meglio
Ulteriori vantaggi di questa tecnologia derivano da dimensioni e consumi energetici: la superficie di uscita della luce del diodo laser è cento volte più piccola di quella di un diodo luminoso tradizionale, che misura un millimetro quadro, quindi anche il riflettore ha dimensioni minori, come sulla i8, in cui ha un diametro inferiore a 30 millimetri con conseguenti minore ingombro e minor peso (un confronto: per raggiungere un rendimento luminoso adeguato, un sistema d’illuminazione con luce allo xeno richiede un diametro del riflettore e della lente di circa 70 millimetri, la luce alogena di 120 millimetri). Attualmente, viene offerto il “laser boost” in combinazione con le luci abbaglianti a led che illuminano fino a una distanza di ben 300 metri.

Magneti Marelli Automotive Lighting

Vista notturna
I nuovi proiettori laser sono implementati nel nuovo sistema di ?High Beam Assistant” digitale che utilizza una telecamera centrale (posizionata nel gruppo interno del retrovisore) per escludere l’abbagliamento di vetture che viaggiano in senso contrario o di automobili che precedono. Nei proiettori allo xeno e a unità a led ciò avviene attraverso un particolare sistema ottico a lente o riflettore, ideato per generare una luce abbagliante antiriflesso. Quando la strada è libera, il sistema mette nuovamente a disposizione l’intero raggio luminoso. In caso di attivazione del sistema i proiettori laser sono disattivati, e le regolazioni del fascio luminoso riguardano esclusivamente gli abbaglianti xeno o led. La diffusione della luce dei proiettori antiriflesso è programmata in modo da escludere in modo affidabile dalla luce abbagliante le vetture che viaggiano in senso contrario e i fanali posteriori delle vetture che precedono. Il movimento dei motori girevoli che regolano l’inclinazione dei fari abbaglianti è taratocon una tolleranza di 0,1 gradi. Il sistema, quindi, esclude sempre solo il campo minimo necessario, così da limitare la perdita di area stradale illuminata.

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Si attiva con un tasto
Il dispositivo, una volta abituati ad averlo attivo (è selezionabile tramite un pulsante sulla leva di comando sinistra) è effettivamente foriero di maggiore attenzione e concentrazione sulla guida, perché toglie un elemento cui pensare che, normalmente, è di notevole disturbo. Nella stessa ottica di sicurezza attiva si inserisce il nuovo sistema di visione notturna che, introdotto già nel corso 2005, è ora arrivato alla terza generazione, e offre il riconoscimento anticipato di persone e animali (attivo anche quanto questi si muovono al di fuori del fascio luminoso dei proiettori) grazie a un database, aggiornato continuamente, di sagome, forme e colori abbinato a una telecamera termica ad infrarossi integrata nel doppio rene anteriore Bmw.

“Vede” il calore di un corpo
La telecamera riconosce già a 100 metri di distanza il calore emesso da un corpo, sia si tratti di una persona sia di un animale. Se la centralina Night Vision riconosce un rischio di collisione con un animale o con una persona, il guidatore è avvertito attraverso un’immagine video proiettata in tempo reale sul Control Display. Anche nel caso in cui il display non sia impostato su modalità infrarossi, nella strumentazione combinata e nell’Head-Up-Display si accende una spia con la figura di un cervo che salta, a seconda della situazione, da sinistra verso destra oppure da destra verso sinistra. A questo punto intervengono anche proiettori led (chiamati “Dynamic Light Spot”) integrati alle due estremità della grembialatura anteriore e orientabili, che illuminano a spot il soggetto a rischio, con luce intermittente nel caso si tratti di un animale e fino a quando sia illuminato dal fascio dei proiettori principali. 

L’iniziale elevata frequenza di ciclo attira l’attenzione del guidatore che....

L’iniziale elevata frequenza di ciclo attira l’attenzione del guidatore che, in caso in non dovesse adattare il suo comportamento di guida alla situazione critica, viene anche “sollecitato” a reagire tramite un avvertimento acustico; contemporaneamente viene predisposto l’impianto frenante, cioè viene abbassata la soglia d’intervento dell’assistente di frenata, così da ridurre lo spazio di arresto in caso di una frenata di panico. Quando non sono attivi, i Dynamic Light Spot restano accessi ad un’intensità inferiore e funzionano insieme alle luci abbaglianti e anabbaglianti, vengono inoltre regolati anche dall’High Beam Assistant, per evitare che abbaglino vetture provenienti in senso contrario.

BMW Laserlight Stefan Weber Project Manager 

Display sempre più sottili
Rispetto ai led di materiale inorganico, già utilizzati nei veicoli di serie, l’impiego di oled (Organic Light Emitting Diode ovvero diodo organico a emissione di luce) promette una serie di vantaggi. Grazie alla struttura a strati sottili è possibile realizzare, ad esempio, display sottilissimi e flessibili per gli smartphone oppure unità ottiche per veicoli. Il led inorganico, cosi come lo conosciamo oggi nei molteplici campi d’applicazione, funziona con un cristallo semiconduttore incastonato in una cavità conica che funge da riflettore. La luce ottenuta in questo modo non è tuttavia costante sull’angolo di emissione. Ciò significa che guardando una luce a led l’occhio umano percepisce la luce con una luminosità sempre minore man mano che l’angolazione di osservazione aumenta. Per tale motivo le attuali unità led utilizzate nei veicoli dispongono di ausili ottici che attenuano questo effetto e consentono di ottenere, nell’ambito di un determinato angolo di emissione e di osservazione, una luminanza e, quindi, un’”intensità” della luce relativamente uniforme.

Luce in ogni direzione
In compenso, con gli oled è possibile creare un’unità ottica la cui luminanza rimane pressoché costante sull’intero angolo di emissione e si avvicina molto alle caratteristiche teoriche di un cosiddetto diffusore lambertiano (un diffusore ideale che riflette la luce omogeneamente in tutte le direzioni). Ciò consente, quindi, di rinunciare a complessi ausili ottici e offre possibilità di configurazioni totalmente nuove nello sviluppo di unità ottiche per l’industria automotive. Attualmente, è la luminanza degli oled ad essere ancora carente e quindi sviluppabile. Se, infatti, l’intensità è sufficiente per una luce di posizione posteriore, gli elementi illuminanti quali la luce dei freni o gli indicatori di direzione hanno bisogno di un’amplificazione, che si ottiene con l’inserimento di un led tradizionale.

Libertà stilistica
Questa forma ibrida è già ora in fase di sperimentazione, e consente molta libertà formale e di definizione stilistica dei nuovi gruppi ottici. La gradazione degli elementi oled, modellabili a piacere, crea per l’osservatore un effetto luminoso decisamente tridimensionale e particolarmente affascinante. La luce necessaria è invece assicurata dai noti e tradizionali led. Mentre simili soluzioni ibride di elementi oled e led potrebbero fare il loro ingresso per le auto e le moto Bmw di serie già nei prossimi due o tre anni, lo sviluppo di luci dei freni, indicatori di direzione o addirittura di fari anabbaglianti esclusivamente a oled potrebbe richiedere ancora diversi anni.