Die unsichtbare Revolution: Wie digitales Licht unser Leben verändert

Digitales Licht ist eine deutsche Innovation, ausgezeichnet mit dem Deutschen Zukunftspreis 2024

Digitales Licht? Stellen Sie sich vor, Ihr Autoscheinwerfer kommuniziert mit anderen Verkehrsteilnehmern und warnt Sie vor Gefahren, oder Sie tragen eine leichte Brille, die Ihnen gestochen scharfe Bilder in brillanten Farben direkt ins Auge projiziert. Was wie Science-Fiction klingt, wird durch die Innovation des digitalen Lichts Realität, entwickelt von einem Team deutscher Forscher. Diese revolutionäre Technologie, ausgezeichnet mit dem Deutschen Zukunftspreis 2024, verspricht nicht nur unsere Art zu sehen zu revolutionieren, sondern auch einen wichtigen Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit zu leisten.

ams Osram und das Fraunhofer IZM: Innovation made in Germany

Hinter der Entwicklung des digitalen Lichts stehen ams Osram, ein weltweit führender Anbieter von optischen Lösungen, und das Fraunhofer IZM, eines der führenden Forschungsinstitute im Bereich der Mikroelektronik. Gemeinsam haben sie es geschafft, die Grenzen des Möglichen zu verschieben und das Licht neu zu erfinden.

ams Osram, mit Hauptsitz in Premstaetten, Österreich, entwickelt und produziert innovative Halbleiter für Beleuchtung, Sensorik und Visualisierung.

Das Fraunhofer IZM in Berlin hingegen ist spezialisiert auf die Miniaturisierung und Integration von elektronischen Systemen. Die Zusammenarbeit dieser beiden Technologieführer hat eine Innovation hervorgebracht, die das Potenzial hat, verschiedenste Branchen zu revolutionieren.

Die drei Pioniere des digitalen Lichts

Dr. Norwin von Malm (ams Osram), Stefan Grötsch (ams Osram) und Dr. Hermann Oppermann (Fraunhofer IZM) – drei Visionäre, die mit ihrer Expertise und Leidenschaft die digitale Lichtrevolution vorantreiben.

Dr. von Malm, Physiker und Materialwissenschaftler, bringt seine langjährige Erfahrung in der Erforschung neuer Technologien ein. Stefan Grötsch, Ingenieur und Experte für die Integration von Lichttechnologien in Fahrzeuge, leitet die Hard- und Softwareentwicklung bei ams Osram. Dr. Oppermann vom Fraunhofer IZM steuert sein Wissen über Mikrokontakte und Verbindungstechnik von Halbleitern bei.

Zusammen haben sie eine Scheinwerfer-Lichtquelle auf den Weg gebracht, die kleiner, leichter, effizienter, intelligenter und präziser in ihrer Lichtabstrahlung ist.

Die Technologie im Detail: Winzige Pixel, große Wirkung

Die Technologie des Digitalen Lichts löst das Problem, beliebig definierbare, und zwar durch ein digitales Signal definierbare Lichtverteilungen auf einen LED-Chip zu bringen. (Dr. von Malm)

Digitale LEDs bestehen aus einer Matrix von winzigen, individuell ansteuerbaren Pixeln. Jedes Pixel enthält eine Leuchtdiode (LED), die Licht in einer bestimmten Farbe aussendet. Durch die Kombination verschiedener Farben kann weißes Licht erzeugt werden, aber auch jede andere gewünschte Farbe. Die einzelnen Pixel sind dabei so klein, dass sie mit bloßem Auge kaum zu erkennen sind.

Die besondere Innovation liegt in der direkten Ansteuerung der Pixel über eine elektronische Schaltung, die sich unmittelbar unter der LED-Matrix befindet. Diese Schaltung ermöglicht es, jedes Pixel einzeln ein- und auszuschalten oder die Helligkeit zu regulieren. So können mit digitalen LEDs beliebige Lichtmuster erzeugt werden, die sich dynamisch an die Umgebung anpassen.

Nachhaltigkeit im Fokus: Ressourcen sparen, Energieeffizienz steigern

Digitale LEDs bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lichtquellen entscheidende Vorteile in puncto Nachhaltigkeit:

• Miniaturisierung: Durch die extreme Miniaturisierung der LEDs wird weniger Material benötigt, was Ressourcen schont und die Umweltbelastung reduziert.
• Energieeffizienz: Digitale LEDs sind deutlich energieeffizienter als herkömmliche Lichtquellen. Das spart Strom und reduziert den CO2-Ausstoß.
• Langlebigkeit: Digitale LEDs haben eine längere Lebensdauer als herkömmliche Leuchtmittel, was den Ressourcenverbrauch weiter senkt.

Anwendungsgebiete: Von intelligenten Scheinwerfern bis zur Medizintechnik

Die Einsatzmöglichkeiten des digitalen Lichts sind vielfältig und bieten in verschiedenen Bereichen Vorteile:

1. Intelligente Scheinwerfer:

Digitale LEDs ermöglichen die Entwicklung von Scheinwerfern, die weit mehr können, als nur die Straße zu beleuchten. Durch die individuelle Ansteuerung der Pixel passen sie sich intelligent an die Verkehrssituation an. Sie können beispielsweise entgegenkommende Fahrzeuge erkennen und gezielt ausblenden, um den Fahrer nicht zu blenden. Gleichzeitig sorgen sie für eine optimale Ausleuchtung der Fahrbahn und des Straßenrandes, um die Sicht und die Sicherheit zu erhöhen. Darüber hinaus können digitale Scheinwerfer auch zur Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmern genutzt werden, indem sie beispielsweise Warnhinweise oder Richtungsanzeigen auf die Straße projizieren.

2. AR-Brillen der nächsten Generation:

Mit digitale Licht auf LED-Basis lassen sich AR-Brillen entwickeln, die leichter, kompakter und alltagstauglicher sind. Die Miniaturisierung der LED-Projektoren ermöglicht es, die Brillen so zu gestalten, dass sie bequem getragen werden können, ohne aufzufallen. Gleichzeitig profitieren die Brillen von der hohen Energieeffizienz der digitalen LEDs, was zu längeren Akkulaufzeiten führt. Die fortschrittliche Technologie sorgt außerdem für brillante Bilder mit höherem Kontrast und besserer Farbdarstellung, was das AR-Erlebnis noch realistischer und immersiver macht.

3. Hauchdünne und transparente Displays:

Digitale LEDs eröffnen völlig neue Möglichkeiten für die Gestaltung von Displays. Sie können in Fensterscheiben, Schaufenster oder andere Oberflächen integriert werden und so zu transparenten Bildschirmen werden, die Informationen, Werbung oder künstlerische Inhalte anzeigen können, ohne die Sicht zu behindern. Diese flexiblen Displays lassen sich individuell an die jeweiligen Anforderungen anpassen und bieten ein breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten in Bereichen wie Architektur, Innenarchitektur und Werbung.

4. Schnelle Datenübertragung:

In der digitalen Welt spielt die schnelle und effiziente Datenübertragung eine immer wichtigere Rolle. Digitale LEDs können hier einen wertvollen Beitrag leisten. Durch den Einsatz von digitalen LEDs lassen sich Daten optisch übertragen, was zu einer deutlichen Steigerung der Übertragungsgeschwindigkeit und Energieeffizienz führt. Dies ist insbesondere für Anwendungen in Rechenzentren und Hochleistungscomputern relevant, wo große Datenmengen in kürzester Zeit verarbeitet werden müssen.

5. Medizintechnik:

Auch in der Medizintechnik bieten digitale LEDs vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Sie können beispielsweise in endoskopischen Geräten eingesetzt werden, um das Körperinnere auszuleuchten und so minimalinvasive Eingriffe zu ermöglichen. Darüber hinaus können digitale LEDs in bildgebenden Verfahren wie der Mikroskopie verwendet werden, um Gewebe und Zellen detailliert darzustellen. Die präzise Steuerung der Lichtintensität und -farbe ermöglicht es, medizinische Bilder in höchster Qualität zu erzeugen.

Die Zukunft des digitalen Lichts: Grenzenlose Möglichkeiten

Die digitale LED-Technologie steht erst am Anfang ihrer Entwicklung. Die Zukunft verspricht viele weitere Innovationen und Anwendungen, die unser Leben bereichern und zu einer nachhaltigeren Welt beitragen werden. Für Experten ist digitales Licht einen wichtigen Schlüssel für die Entwicklung zukünftiger Technologien in Bereichen wie künstliche Intelligenz, Robotik und virtuelle Realität.

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