Лазерные фары для автомобиля
Характеристики
Лазерные фары — следующий шаг развития в автомобильной светотехнике, которые в скором времени заменят практически полностью существующие классические виды фар (ксеноновые или галогенные). Такой тип освещения существенно отличается от солнечного и всех искусственных источников. Несмотря на дальность освещения в 500-600 метров, он безопасен для глаз и не мешает другим участникам движения, так как флуоресцентный материал создает белое свечение, которое максимально приближено по цвету к дневному свету, а это значит, что оно не способно ослеплять или мешать движению.
Использование таких фар позволяет экономить электроэнергию в 2-3 раза, если сравнивать с теми же самыми диодными, лазерные компактны (размер около 10 микрон), благодаря чему, фары на машине стали изготавливать намного миниатюрнее, сохраняя при этом эффективность.
Лазерные фары безопасны для глаз
Устройство и принцип работы лазерных фар
Необходимо начать с того, что такие фары правильней всего называть лазерно-люминофорными, а не просто лазерными. Конструкция данного типа не является сложной: она состоит из нескольких лазерных диодов, которые, в свою очередь, подсвечивают люминофор, преобразовывающий получаемую энергию в световое излучение, благодаря чему и образовывается мощный пучок, который в 1000 раз интенсивней даже диодного. Также получаемый луч является когерентным и монохромным, а это значит, что у него постоянная длина волны и разность фаз. Его мощность равна 170 люменам.
Изначально луч голубого цвета, и для получения яркости ему необходимо пройти через люминофорное покрытие, которое рассеивает пучок лазера, образуя мощный свет.
Поэтому в данном случае важно понимать, что сам лазер не освещает дорогу, а только вырабатывает нужную энергию.
Головной лазерный свет работает во взаимодействии с компьютером, который за счет специальных датчиков контролирует процесс появления встречных машин и пешеходов и позволяет избегать их ослепления. Система Dynamic Light Spot обнаруживает при движении преграды, обращая внимание водителя на них с помощью более интенсивного света, что помогает заранее подготовиться к необходимым маневрам и действиям.
Не является сложной конструкция данного типа фар
Преимущества и недостатки
Преимущества:
Такие фары экономны в потреблении электроэнергии
Недостатки:
Где можно разместить лазерные фары на авто
Разместить лазерные фары на автомобиле можно будет практически в любом месте, которое вздумается водителю. Установка может быть:
Какие лучше выбрать
На сегодняшний день лазерные фары установлены только на автомобилях премиум-класса и не поступают в продажу в виде отдельной запчасти, основная причина этому — высокая себестоимость, а также, очень дорогая цена замены или ремонта.
Поэтому, безусловно, те, кто смогут их себе в будущем позволить, не пожалеют о покупке ни разу, ведь это будет являться самым оптимальным решением.
А пока, при выборе света для своего автомобиля, рекомендуется выбирать диодные фары, которые имеют наилучшие технические характеристики и приемлемую стоимость, полностью соответствующую качеству.
Что же касается ксеноновых и галогенных, то такие типы давно уже изжили себя, имеют множество недостатков, которые выльются водителю в множество проблем и денежных затрат.
Лазерные фары — что это такое
Опубликовано 02.11.2020 · Обновлено 22.05.2021
Лазерные фары сегодня уже далеко не новинка, потому и доступность этого очень интересного «гаджета» становится менее проблематичной. Разработка эта связана с высокими и даже очень высокими технологиями, и раз уж такие технологии были задействованы, значит, потребность в лазерных фарах назрела. Сегодня такие фары популярны уже не только в западных странах, но и в России, а начиналось все так.
Концерн BMW представил еще осенью 2011 года на автосалоне во Франкфурте совершенно новую технологию изготовления автомобильных фар. В их работе был использован принцип действия и эффективность так называемых синих лазеров. Новинка была продемонстрирована на примере концепта BMW i8 двумя годами раньше.
В конструкции головного освещения автомобиля используется сразу три лазера в каждой из двух секций фары. BMW с самого начала заявила, что в скором будущем будет устанавливать такие осветительные приборы на все свои серийные автомобили. И она сдержала слово – буквально через три года на очередном автошоу во Франкфурте был представлен уже серийный i8, оснащенный лазерными фарами. А чуть позже изготовлением и оснащением такими фарами своих автомобилей занялась и компания Audi.
Как устроены лазерные фары?
Безусловно, лазерные фары – это не тот прибор, который совершенно незаменим в современном автомобиле. Они созданы для комфорта и удовольствия, а передвижение на них должно быть максимально безопасным. Это и стимулирует дизайнеров создавать новые или совершенствовать уже имеющиеся элементы в конструкции автомобилей. Различные инновации дают возможность компаниям опережать конкурентов и повышать продажи.
Устройство лазерных фар
Принцип работы синего лазера в освещении дороги при движении авто заключается в следующем: три лазера зафиксированы на форме в виде треугольника и отбрасывают свет на специальные зеркала, которые лучи света перенаправляют на другую линзу, которая внутри содержит желтый фосфор. Под влиянием лазера синего цвета на этот фосфор он начинает излучать свечение белого цвета большой интенсивности. Этот свет в свою очередь перенаправляется еще одной линзой на специальный отражатель, проецирующий созданный всей этой системой пучок света на дорогу, по которой передвигается автомобиль. Угол освещаемой поверхности составляет 180 градусов! Это очень важно, потому что с помощью обычных фар такого эффекта пока что не добился еще никто.
Преимущество использования лазерных фар
Представители концерна BMW все время заявляют, что лазерные элементы освещения ярче светодиодных в тысячу раз, но они настроены на использование примерно 50 процентов яркости. Это позволяет уменьшить в автомобиле потребление электроэнергии. Срок службы «прожигающих» новинок составляет не менее 10 тысяч часов, что ничуть не меньше, чем у диодных собратьев.
Итог: лазерные фары создают параллельные пучки света очень большой интенсивности, при этом затрачивая на освещение вдвое меньше энергии. Кроме этого, они предоставляют больше свободы дизайнерам при создании новых форм, ведь их большая мощность дает возможность уменьшить размер фар головного освещения. Стоит отметить, что испускаемый свет абсолютно безопасен для глаз человека.
Можете поверить, что автомобили с лазерным «взглядом» выглядит потрясающе! Такой рекламный ход, несомненно, вызывает у публики к автомобилям, которые оснащены таким фарами, повышенный интерес, что способствует его продажам даже невзирая на повышенную стоимость!
Лазерные фары для авто: что это и как они работают
Естественно, что автопроизводители стараются постоянно совершенствовать свои осветительные технологии: изначально использовались обычные лампы накаливания, затем стали применять LED-источники и светодиоды, теперь дело дошло до лазерной фары для авто.
Принцип работы и устройство лазерных фар
Некоторые люди, насмотревшись фантастических фильмов и услышав первые новости о появлении лазерных фар для автомобиля, забили тревогу – этот источник света, дескать, будет не только ослеплять встречных автолюбителей, но и негативно воздействовать на сетчатку человеческого глаза, разрушая ее.
На самом деле разработчики подобной технологии давно решили эту проблему, благодаря особому подходу к устройству своих систем и принципу их функционирования:
Кроме того, разработчики реализовали в своих лазерных противотуманных фарах следующие принципы:
Разные варианты использования
Полностью лазерная реализация головного света пока ещё не достигла уровня появления товарных автомобильных фар, излучением которых можно управлять подобно матричным светодиодным излучателям. С функциями полной прорисовки световой картины на дороге, подсветки поворотов и прочих удобных способностей. Поэтому лазеры лишь дополняют возможности имеющихся технологий. Современная фара с применением лазеров использует светодиодную матрицу, состоящую из многочисленных излучателей с автономным управлением. Светодиоды тонко прорисовывают картинку на дороге, а люминофорные пластины размером менее миллиметра генерируют мощное и дальнобойное излучение. Порог видимости отодвигается примерно вдвое по сравнению с чисто светодиодными фарами. Техника использования лазеров не стоит на месте. По мере отработки технологических вопросов появятся чисто лазерные фары, которые смогут полностью вытеснить традиционные светодиоды. А о газоразрядных и галогенных фарах можно будет полностью забыть. Они не выдерживают конкуренции по экономичности и нежелательному выделению тепла, выпускаясь сейчас только благодаря относительно низкой стоимости. Одним из направлений дальнейшего развития может стать модуляция светового потока матричным экраном с управляемым светопропусканием. Примерно так устроен современный экран телевизора. На пути потока ставится экран с пиксельной организацией. Каждая его точка управляется автономно, что позволяет рисовать на дороге любую заданную компьютером картину. Затенение отдельных пикселей производится не поглощением энергии, а её отражением, что сохраняет общий КПД фары. Можно будет, например, осветить встречный автомобиль, но при этом не попасть лучом в глаза водителю. Или нарисовать на дороге подсказки в виде разметки или отображения дорожной информации. При этом дальность освещения составит величину порядка 600-1000 метров, что более чем достаточно в любых условиях. Не составит проблемы и выделение на дороге светом потенциальных источников опасности, замеченных датчиками управляющего компьютера. Даже в поворотах и вне полотна дороги, например, пешеходов за обочинами. Полностью избегая их ослепления мощным источником головного света.
Преимущества технологии
Понятно, что подобные источники света автоматически поднимают изначальную стоимость транспортного средства, на котором они будут эксплуатироваться. Поэтому у автолюбителей возникает вполне логичный вопрос – а какие именно преимущества будет давать подобная технология? Их несколько:
Последний фактор является очень существенным, так как позволяет в ночное время перемещаться за пределами городской черты на довольно высоких скоростях, одновременно обеспечивая себе и автомобилю приемлемый уровень безопасности.
Что такое лазерные фары
Впервые новая технология была представлена в концепте BMW i8 в 2011 году. Уже через несколько лет в 2014 году модель пошла в серийное производство. Это был тот случай, когда прототип стал полноценным серийным суперкаром.
Разработкой вместе с производителями занимаются и ведущие компании в производстве автомобильного освещения: Bosch, Philips, Hella, Valeo и Osram.
Это сложная система с электронной начинкой, создающая мощный лазерный луч. Система включается на скорости свыше 60 км/ч, когда автомобиль двигается вне городской черты. В городе работает обычное освещение.
История появления и развитие
Первая официальная информация о подобной технологии появилась в 2011-ом году. Совсем не удивительно, что пионерами в этом направлении развития автомобильных осветительных систем стали две именитые немецкие компании – БМВ и АУДИ.
Первыми стали представители BMW, которые в 2011-ом году представили мировой публике концептуальное транспортное средство под названием i8, получившее в качественно оснащения подобную технологию. Ровно через три года немецкий спорткар перешел в стадию серийного производства и сегодня доступен людям, конечно, за достаточно высокую сумму денег от десяти миллионов рублей и выше.
Audi представила свой вариант несколькими месяцами позже, в том же 2011-ом году. Но, в отличие от конкурентов, это сразу была серийная модель R18 E-tron Quattro. Одновременно автопроизводитель презентовал и очередной свой концепт (Sport Quattro Laserlight) с аналогичной системой освещения.
То есть, на данный момент времени, люди, которые мечтают иметь собственное транспортное средство, оснащенное лазерными источниками света, может выбрать только среди ограниченного числа автомобильных марок, выпускаемых двумя немецкими компаниями – все остальные автопроизводители пока-что не заявили о разработке аналогичных технологий.
Фары головного света: Лазерный прорыв
Уже в первом десятилетии двухтысячных нас поражали светодиодные фонари, и вот очередное событие в мире светотехники – лазерные фары.
Сделать фары головного света еще более эффективными пытаются многие автопроизводители. Естественно, этим занимаются не они сами, а те, кто специализируется на разработке и производстве источников света. На автопром работает целый ряд известных компаний – Philips, Osram, Valeo, Hella и Bosch. Причем у них есть собственная внутренняя специализация. Очередным шагом кооперации автопроизводителей и упомянутых специализированных компаний стало создание лазерных фар, кардинально отличающихся от предыдущих конструкций.
Первый сигнал возможного внедрения в автомобили фар нового поколения, а именно использующих лазерную технологию, был дан в 2011-м, когда компания BMW показала на тот момент еще концептуальную модель i8. Спустя три года этот спорткар с гибридной силовой установкой уже презентовали как серийную модель. Как ни странно, но показанные ранее в концепте как ноу-хау лазерные фары перекочевали и в серийную модель, правда, только в ее дорогие версии.
Уже серийный i8 с лазерными фарами ожидается в продаже осенью этого года. Затем баварский концерн начнет оснащать такими фарами другие модели своей линейки.
Активно работает над внедрением лазерных фар в свои модели и компания Audi. Первенцами стали Audi R18 e-tron quattro и концептуальный Audi Sport quattro Laserlight. Причем R18 e-tron quattro уже нынешним летом поступит в продажу в Германии по цене 210000 евро. Особенность фар этого автомобиля – их лазерные модули активизируются при скорости 60 км/ч и выше. Ниже этой границы дорогу освещают обычные светодиоды. Каждая лазерная фара R18 e-tron quattro включает четыре мощных лазерных диода. Диаметр их тела свечения – 300 микрометров. Диоды генерируют синий луч с длиной волны 450 нм. В специальном флуоресцентном преобразователе синий свет становится белым с цветовой температурой 5500 Кельвинов. Этот свет обеспечивает минимальную усталость глаз. Дальность лазерного луча – 500 метров.
Компания Audi решила в первую очередь опробовать свои лазерные фары на ле-мановском прототипе Audi R18 e-tron quattro, который будет участвовать в гонках на выносливость.
Лазерный модуль для BMW разработан инженерами специального подразделения компании Osram – Special Lighting Division. Интересно то, что маркетологов компании не смутила довольно сложная конструкция нового узла, влияющая на себестоимость автомобиля в целом. Для них более важны те преимущества, которые получит не только владелец машины с новыми фарами, но и все участники дорожного движения.
Лазерные фары концепт-кара Audi Sport Quattro Laserlight – еще одно доказательство серьезных намерений компании Audi в области внедрения в ее модели фар нового типа.
Фантастические возможности
По сравнению с фарами с другими источниками света (лампами накаливания, газоразрядными, классическими светодиодами) лазерные имеют целый ряд преимуществ. «Вытекают» они из того, что лазерное излучение монохромно и когерентно, т. е. волны имеют одинаковую длину и постоянную разность фаз. Во-первых, оно формирует пучок света, приближенный к параллельному, т. е. позволяет управлять освещением конкретных зон. Во-вторых, сила света лазерного светового луча в 10 раз выше классических галогенок, ксенона и светодиодов. Дальность лазерного луча света составляет до 600 метров, в то время как обычный дальний свет освещает от 200 до 300 метров. При этом важно то, что даже в режиме ближнего света (классический ближний свет «работает» на дистанции 60–85 м) лазерные фары не будут слепить, так как лучи строго направлены, и если в зоне освещения появится человек, специальный режим сможет отключить ту часть диодов, лучи которых попадают в его глаза.
Конструкция лазерной фары Audi
В-третьих, энергопотребление у лазерных фар на 30% меньше, чем у обычных, что очень востребовано в век экономии энергоресурсов. В-четвертых, лазерные фары самые компактные из всех существующих. Светоизлучающая площадь поверхности лазерного диода в сто раз меньше, чем у обычного светодиода. Поэтому при одной и той же светоотдаче лазерной фаре нужен отражатель диаметром 30 мм, для ксенона – 70 мм, а для галогенной лампы – 120 мм. Благодаря этому лазерные фары можно делать намного меньшими без потерь эффективности освещения дороги. В случае с BMW i8 высота отражателя снизилась с 9 до менее 3 сантиметров. Хотя дизайнеры пока не планируют уменьшать ее, так как новые возможности позволят более удобно располагать фары, моделировать лучший дизайн автомобиля.
Лазерный головной свет будет работать в паре с «цифровым помощником», который препятствует ослеплению водителей встречных и попутных машин. Оптика на основе лазеров обеспечивает более точную форму светового пучка, что делает передний свет более безопасным и комфортным для автомобилистов, движущихся во встречном направлении.
В корпусе каждой фары расположены три источника лазерного излучения мощностью около 1 Вт каждый. Лучи направляют при помощи системы зеркал на элемент из флуоресцентного материала. При поглощении последним энергии выделяется белое свечение, из которого формируется световой пучок.
Светодиодная указка Лазерные технологии в автомобильной светотехнике подтолкнули баварцев на создание еще одной интересной технологии, получившей название Dynamic Light Spot – динамическое точечное освещение. Новая система способна обнаруживать пешехода или другое препятствие на дороге и направлять на него усиленный луч свет. Так водитель получает информацию о потенциальной опасности. Причем такая подсказка выскакивает раньше, чем объект появляется в лучах ближнего света фар. Следовательно, сидящий за рулем получает фору в несколько секунд или десятков метров, которых часто не хватает, чтобы затормозить или объехать человека. Система Dynamic Light Spot может держать в поле зрения несколько объектов. Лишь только в объектив инфракрасной камеры попадет человек или животное, луч света сразу укажет на него.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Как устроены лазерные фары
Свет лазерных фар принципиально отличается от дневного или любого другого искусственного источника. Получаемый луч когерентный и монохромный. Это значит, что он имеет постоянную длину волны и одинаковую разность фаз. В чистом виде он представляет собой точечный пучок света, который в 1 000 раз интенсивнее диодного света. Лазерный луч дает поток света мощностью в 170 люменов, против 100 люменов от светодиодов.
Разница в световых потоках
Изначально луч имеет голубой цвет. Чтобы получить яркий белый свет, он проходит через специальное люминофорное покрытие. Оно рассеивает направленный лазерный пучок, образуя мощный световой поток.
Лазерные источники света не только мощнее, но и вдвое экономичнее светодиодных. А сами фары намного меньше и компактнее привычных конструкций.
Если брать во внимание технологию BMW, то в качестве флуоресцентного рассеивающего материала выступает кубический элемент, заполненный желтым фосфором. Голубой луч проходит через элемент и получается яркое излучение белого света. Желтый фосфор образует свет с температурой 5 500 К, что максимально приближено к привычному для нас дневному свету. Такое освещение не напрягает глаза. Специальный отражатель концентрирует до 99,95% светового потока в нужном месте перед автомобилем.
Дальний свет “бьет” до 600 метров. Другие же варианты ксеноновых, диодных или галогенных фар показывают дальность не больше 300 метров, а в среднем и вовсе 200 метров.
Мы часто связываем лазер с чем-то ослепительным и ярким. Может показаться, что такое освещение будет ослеплять людей и движущиеся навстречу автомобили. Это совсем не так. Испускаемый поток не ослепляет других водителей. Кроме того, такое освещение можно назвать «умным» светом. Лазерная фара анализирует дорожную ситуацию, подсвечивая только те области, которые необходимы. Разработчики уверены, что в недалеком будущем светотехника автомобиля будет распознавать препятствия (например, диких животных) и предупреждать водителя или брать управление тормозной системой под свой контроль.
Лазерные фары: что это и как это работает?
Еще недавно слово «ксенон» вызывало восхищение и уважение окружающих, а биксенон и подавно. Казалось бы, все уже придумано и развиваться автомобильной оптике больше некуда, однако создатели лазерных фар так не считают.
Светодиодные фары как, впрочем, и любые другие революционные для своего времени фары, до появления лазерных фар считались наиболее эффективным источником освещения, который по сей день активно используют автопроизводители в своих автомобилях. Кстати серийный выпуск светодиодных фар могут сегодня позволить себе далеко не все автогиганты, как правило, такими фарами оснащаются автомобили премиум-сегмента.
С лазерными фарами все еще более сложно и запутано, эти фары являются достижением высоких технологий, а для их создания необходимы особые условия и множество различной электроники, которая собственно и создает лазерный луч. В данной области активно работают ведущие производители автомобильной светооптики такие как: Osram, Philips, Valeo, Bosch и Hella.
Кроме ведущих производителей источников освещения лазерными фарами очень заинтересованы автопроизводители. Так в 2011 году лазерные фары были представлены компанией BMW, которая продемонстрировала собственные достижения в этой области на своем концепте под кодовым названием i8. Тот, кто следит за событиями в BMW помнит, как через несколько лет концепт превратился в полноценный серийный суперкар.
Несколько слов о том, как это работает
Работать лазерный головной свет будет в тесном взаимодействии с компьютером, который руководствуясь данными с датчиков будет следить за тем, чтобы встречные автомобили и пешеходы не ослеплялись. Каждая лазерная фара содержит три диода излучающих световой луч мощностью около 1 Вт. Лучи посредством системы зеркал перенаправляются на флуоресцентный элемент после поглощения энергии последним, происходит выделение белого свечения, который формируется в световой луч.
В процессе разработки лазерных фар возникла еще одна новая технология под названием Dynamic Light Spot (в перевод с анг. — динамическое точечное освещение). Данная разработка позволяет обнаруживать пешеходов, а также другое препятствие на пути автомобиля посредством инфракрасной камеры. После того как система обнаружит преграду она автоматически подсвечивается более интенсивным светом, для того чтобы водитель мог обратить на нее внимание и безопасно его преодолеть. Что характерно, подсказка для водителя появляется с некоторым опережением, то есть до того, как объект будет подсвечен лучами ближнего света. Это необходимо для того чтобы обезопасить водителя и дать ему возможность подготовиться к выполнению тех или иных маневров и действий.
Перечислим плюсы лазерных фар
