di Giorgia Andrei | ams Osram e l’Istituto Fraunhofer IZM hanno ricevuto un prestigioso riconoscimento per il loro progetto Digital Light (luce digitale) lo scorso novembre. Il presidente tedesco Frank-Walter Steinmeier ha infatti consegnato a un team di esperti guidato da Norwin von Malm e Stefan Grötsch di ams Osram e da Hermann Oppermann dell’Istituto Fraunhofer IZM (Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration, ossia istituto per l’Affidabilità e la Microintegrazione) il Deutscher Zukunftspreis 2024.
Con il progetto Digital Light (luce digitale) il team ha sviluppato una soluzione innovativa per i fari, che diventano come dei proiettori, e apre nuove possibilità grazie alla distribuzione della luce ad alta risoluzione e alla sua efficienza energetica.
“Ricevere il Deutscher Zukunftspreis per la nostra soluzione Led intelligente Digital Light, dopo un primo premio nel 2007, dimostra l’enorme forza innovativa di ams Osram e sottolinea l’importanza delle tecnologie di illuminazione e sensori intelligenti per la nostra società digitale di oggi e di domani”, ha commentato Aldo Kamper, Ceo di ams Osram.
Un progetto prezioso per l’automotive
Il progetto si basa su una tecnologia che consente, infatti, numerose nuove applicazioni, anche diverse da quelle dei fari delle automobili: si tratta di una sorgente luminosa più piccola, più leggera, più efficiente, più intelligente e più precisa nella sua emissione luminosa rispetto alle sorgenti luminose convenzionali.
Nell’ambito automotive, il nuovo sistema consente ai fari delle auto di illuminare la strada da percorrere in modo preciso e brillante, senza accecare o mettere in pericolo il traffico o i pedoni in arrivo.
Per controllare la distribuzione spaziale della luce e per fare in modo che la luce si adatti alla rispettiva situazione, non si utilizzano due sorgenti luminose come nei fari convenzionali, ma 25.600 Led in una matrice di 320 x 80 punti, nella quale ogni singolo Led può essere controllato con un segnale digitale.
In combinazione con una lente speciale, si crea così un faro che funziona in modo molto simile a un videoproiettore.
Come ha detto Holger Hanselka, presidente della Fraunhofer-Gesellschaft: “Nell’ambito del progetto Digital Light, i ricercatori hanno fatto molto di più che sviluppare una tecnologia innovativa che apre nuove possibilità di efficienza, sicurezza e design.
Hanno fornito un esempio di prim’ordine della forza innovativa che deriva dal trasferimento di scoperte scientifiche all’avanguardia ad applicazioni pratiche attraverso la collaborazione tra ricerca e industria.
Essere insigniti del Deutscher Zukunftspreis è un grande successo per tutto il team e dimostra lo straordinario lavoro svolto in questo progetto”.
I vantaggi della luce digitale
Lo sviluppo di una sorgente luminosa sotto forma di una serie di Led estremamente piccoli – un decimo del diametro di un capello umano – ha prodotto un nuovo tipo di illuminazione: non luce come un blocco o un raggio, ma una matrice di migliaia, o milioni, di minuscole sorgenti puntiformi (pixel), ciascuna controllata da un flusso digitale di dati in grado di riconfigurare costantemente l’emissione luminosa della matrice, millisecondo per millisecondo.
Come spiegano von Malm e Grötsch, l’idea della luce digitale è nata vent’anni fa, ma la sua realizzazione pratica ha richiesto del tempo. Si trattava, infatti, di realizzare una sorgente luminosa per proiezione ad alta risoluzione con un nuovo tipo di chip Led formato da una serie di punti luminosi su scala micrometrica, ma per dividere l’area del semiconduttore di un chip Led convenzionale di un millimetro quadrato in una matrice di migliaia di pixel di luce delle dimensioni di pochi micrometri sono state necessarie una serie di scoperte tecniche nella fisica di base, nella fabbricazione dei semiconduttori e nella scienza dei materiali.
ams Osram ha dovuto anche sviluppare una nuova architettura del chip, nonché una tecnologia di bonding a livello di pixel per consentire di creare una connessione tra ciascun pixel Led e il relativo driver in un unico dispositivo integrato. Insieme, queste innovazioni hanno consentito ad ams Osram di realizzare un array monolitico di microLed, integrato poi nella sorgente luminosa per i fari delle auto.
Design compatto, alta efficienza e sicurezza
Il sistema richiede uno spazio di installazione minimo ed è altamente efficiente, poiché vengono accesi solo i Led effettivamente necessari per la distribuzione della luce desiderata.
I sistemi con modulazione passiva della luce, invece, si basano sull’ombreggiamento, il che significa che la sorgente luminosa è sempre accesa alla massima potenza e la luce indesiderata viene filtrata, con il risultato di essere inefficienti, poiché comportano la generazione di luce non necessaria.
Inoltre, il calore generato deve essere dissipato, il che richiede sistemi di raffreddamento costosi e di grandi dimensioni. Il progetto messo a punto da ams Osram, invece, impedisce che si verifichino queste perdite.
Per aumentare la sicurezza, ams Osram e Fraunhofer hanno escogitato qualcosa di speciale: i loro fari non solo forniscono una luce precisa ed efficiente per la strada da percorrere, ma fungono anche da proiettore e possono proiettare pittogrammi sulla strada, ad esempio un fiocco di neve in caso di rischio di gelo o un simbolo specifico per chi guida contromano.
Le informazioni basate sulla luce aprono molti nuovi casi d’uso per questa matrice Led, controllata tramite un sistema digitale. Gli esempi includono la comunicazione ottica di dati tra chip di computer, ad esempio, nei data center per applicazioni AI, o la realtà aumentata (AR).
In questo caso, la matrice luminosa potrebbe essere utilizzata come monitor virtuale per gli occhiali AR, dove le informazioni digitali sono visualizzate nel campo visivo dell’utente oltre all’ambiente del mondo reale. In quest’ultima applicazione design compatto ed efficienza energetica sono essenziali, poiché gli occhiali AR devono essere leggeri e avere una lunga durata della batteria.
Si tratta di casi d’uso che dimostrano l’enorme potenziale della luce digitale quando si tratta di trasformare il modo in cui gli esseri umani interagiscono con i dispositivi elettronici.
Potrebbe interessarti anche:
