По сравнению с фарами с другими источниками света (лампами накаливания, газоразрядными, классическими светодиодами) лазеры имеют целый ряд преимуществ. Лазерное излучение имеет высокую пространственную когерентность, т. е. излучение может быть направлено в виде узкого луча.
Однако лазерные фары - это собственно не лазеры белого света, а люминесцентные источники, освещаемые мощными синими или ультрафиолетовыми полупроводниковыми лазерами.
На самом деле, существуют лазеры белого цвета на основе эффекта генерации суперконтинуума , но их использование в фарах серийных автомобиле невозможно из-за очень высокой цены (более 10 000 долларов за штуку).
Использование лазерной подсветки фосфОра позволило создать очень яркие и компактные фары с узконаправленным лучом.
Лазерные фары самые компактные из всех сущест-вующих. Светоизлучающая площадь поверхности излучающего фосфОра 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.
Автомобильные фары проделали длинный путь своего развития, начиная еще с 19 века. Современная передняя оптика автомобилей основана на инновационных разработках, которые сегодня удивляют. Но сколько пользы принесли эти современные передние фары самому потребителю, то есть нам, простым и обычным водителям автотранспорта, которые бриобрели в собственность современный автомобиль? Получили ли владельцы новых автомобилей выгоду от таких удивительных в развитии фар? Давайте узнаем это вместе, изучив самую на новых автомобилях 2016 года.
Мы составили на своей странице небольшой список самых лучших светодиодных фар, которые доступны на авторынке для продажи в 2016 году. Сразу отметим, когда мы отбирали фары для нашего рейтинга, то одновременно заметили, что моделей автомобилей оснащающихся полностью этой новейшей стало намного больше. Правда в большинстве случаев светодиодные фары ближнего и дальнего света на все эти автомобили предлагаются в качестве дополнительного оборудования (доп.опции), то есть за отдельную плату.
А те автомобили, где передние светодиодные фары идут в качестве стандартного оборудования, относятся уже к премиальному сегменту машин и стоят соответственно довольно приличные деньги.
Правда сама передняя светодиодная оптика предлагаемая в качестве тоже стоит не так дешево, например, как тот же парктроник или другое навесное оборудование. Но вот, что характерно, по мнению тех же экспертов, если водитель, лично сам, в течение нескольких дней возьмет и протестирует те самые светодиодные передние фары, то вряд ли он потом захочет возвращаться к обычным галогенным фарам (даже если такая оптика оснащена би-ксеноном).
Таким образом становится ясно, что светодиодные фары в ближайшие годы полностью вытеснят с рынка . Между всего прочего хотим отметить, что на самых дорогих автомобилях в мировой автопромышленности в ближайшем будущем будут применяться уже лазерные фары, как с ближним, так и с дальним светом. Именно эти фары со временем станут новыми «Би-ксеноновыми» фарами нашего 21 века.
Также, в настоящий момент автопроизводители стали использовать в своих автомобилях , хотя в наш список они не попали, так как эта передняя оптика основанная на технологии OLED сегодня доступна только на концепт-карах и на дорогих серийных автомобилях и то, в качестве лишь задних фар.
Но в ближайшие годы ряд немецких автопроизводителей ( , и ) начнут уже оснащать свои серийные автомобили этой передней оптикой, которая основана на технологии OLED.
Mazda 2
Мерседес-Бенц Е-класса в новом кузове является не первым автомобилем, где немецкая марка применила и установила многолучевые LED фары. Эта технология впервые была опробована и применена на серийном рестайлинговом автомобиле . Однако, по сравнению с автомобилем класса CLS фары в новом Е-классе оборудованны большим числом таких светодиодов.
Кстате, так как в передних светодиодных фарах светоизлучающие диоды распределены и расположены в линии и в ряды, немецкой автокомпании удалось использовать более эксцентричную конфигурацию самой конструкции фар. Учитывая, что данная марка машин является премиум классом для производителей автомобилей, то отсюда можно сразу сделать вывод, что передняя оптика новго Е-класса машин будет конкретно и полностью соответствовать данному классу автомобилей и ни как не испортит внешний вид новой машины, напротив, даже добавит ей какой-то роскоши и определенного стиля ни в чем не уступающего сегодняшнему S-классу машин.
BMW 7-серии
Новое поколение , на которой появились передние лазерные фары. Мы напомним, что впервые немецкая автомарка применила эту лазерную оптику на своем спорткаре i8. Эта модель стала первой в мире серийной моделью, на которой были установленны инновационные лазерные передние фары.
Если сравнивать их со светодиодными фарами, то лазерная передняя оптика имеет более интенсивный луч света. Кроме этого, лазерные фары более энергоэффективны, чем их светодиодные аналоги. Как утверждает автокомпания БМВ, то лазерный световой луч в модели авто i8 может освещать дорогу на расстоянии до 600 метров. Это вдвое больше, чем дальность светодиодных фар установленных на таком же .
Новая флагманская модель 7-ой серии получила точно такую же , как и на суперкаре авто i8, которая идеальным образом вписалась в новый дизайн этого роскошного седана.
И еще, передние лазерные фары машины придают новой "семерке" серьезной агрессивности и более индивидуальный стиль, которые делают ее не похожей на другие автомобили.
Audi R8 V10
Фирма Ауди в свое время, долго соперничала с автокомпанией БМВ в битве за право, стать одной из первых автопроизводителей в мире, которая оснащает свои серийные автомобили передними лазерными фарами. В итоге, как мы уже знаем, эту битву выиграла автофирма БМВ.
Но если вспомнить, то окажется, что компания Ауди в отличие от БМВ (компания предлагает лазерные фары только на новых поколениях автомобилей) предлагала устанавливать передние лазерные фары в качестве опции не только на новые машины, но и на предыдущее поколение автомобилей Audi R8.
Данные передние лазерные фары на новом поколении чувствуют себя и смотрятся прекрасно.
Правда эта лазерная передняя оптика сегодня доступна только в качестве дополнительного оборудования, а в качестве базовой комплектации новая модель авто R8 оснащается только светодиодными передними фарами.
Как и фирма БМВ компания Ауди заявляет, что ее лазерные фары на автомобиле R8 имеют дальность освещения в 600 метров. И еще, автофирма Ауди решила интегрировать в свои существующие лазерные передние фары динамические светодиодные поворотники, что безусловно является новым инновационным решением.
Недавно фирмой Audi была представлена новая версия суперкара R8. Она получила обозначение LMX. Новинку оснастили фарами головного света, конструкция которых содержит лазерные светодиоды. По словам представителей бренда, купе LMX можно считать первым в мире серийным авто, оснащенным лазерной оптикой «с завода».
Скоро должны выпустить и гибридный суперкар BMW i8, прототип которого был представлен еще в 2011-м году. Данный автомобиль тоже получит лазерные фары, но только в качестве опции. Возникает вопрос, не опасна ли новая технология для глаз, и целесообразно ли применять ее на практике. Ответить на подобные вопросы мы попытаемся далее.
Конструкция
Каждая фара Audi LMX содержит массив из четырех светодиодов. Луч лазера, идущий от каждого светодиода, попадает на люминофор, который излучает видимый свет с температурой 5500 K. Световой поток, излучаемый люминофором, больше напоминает свет галогенных ламп, и не имеет ничего общего с лазерным излучением. Значит, какой-либо опасности для глаз человека инновационная оптика не представляет, несмотря на то, что основным источником энергии в ней является лазер.
Спрашивается, зачем нужны все эти сложности, такие как лазеры, фосфоресцирующий экран и так далее. В действительности дальность освещения, получаемого с использованием лазерных модулей, вдвое превосходит показатели, характерные для LED или ксенона. Что является хорошим аргументом для применения рассматриваемой технологии именно в автомобильной оптике. Разумеется, что дальнобойный лазерный свет нельзя будет задействовать, когда используется режим ближнего света. Это можно считать еще одной гарантией того, что новая технология является безвредной.
Только в суперкарах
Вряд ли рассмотренная здесь технология в реальности получит повсеместное распространение. Лазерные фары в автомобиле Audi LMX активизируются на скорости 60 км/ч, но суперкар обладает системой, обнаруживающей встречные машины и отключающей лазерный модуль в случае необходимости. Наверняка подобная кибернетическая система является дорогостоящей, а без наличия подобных систем использовать лазерную оптику будет неправомерно.
Дождался темноты, выехал на суперкаре Audi R8 LMX на загородные немецкие дорожки подальше от Ингольштадта, пропустил всех встречных, врубил дальний - и... где же обещанный лазерный свет? Он срабатывает только после 60 км/ч, и освещенная зона удлиняется почти вдвое - до шестисот метров! Только светит при этом... не совсем лазер.
Были автомобильные фары масляные, потом ацетиленовые, затем с лампами накаливания, потом газоразрядные и светодиодные. А теперь еще и лазерные! Они появились практически одновременно на BMW i8 и на Audi R8 LMX. Литеры LMX - в честь Ле-Мана. Ведь в этом году победные болиды Audi были впервые оснащены «лазерной» головной оптикой, а теперь ее серийный вариант ставится на дорожный R8 в «ле-мановской» версии.
В продажу пойдет лишь 99 таких -купе, которые отличаются от серийной версии V10 plus (АР №19, 2013) форсированным двигателем (570 л.с. вместо 550 л.с.), углепластиковыми деталями кузова (спойлеры, антикрыло, корпуса зеркал и т.д.), спортивными атрибутами в салоне и особой синей окраской. В Германии Audi R8 LMX продается за 210 тысяч евро - на 35 тысяч дороже исходной версии V10 plus. И примерно половина этой доплаты - как раз за «лазерный» свет!
Сравнение световых пучков фар Audi R8 LMX
Почему в кавычках?
Что такое лазер? Если коротко, то это квантовый генератор, вырабатывающий излучение оптического диапазона с недостижимой для других источников света монохроматичностью и когерентностью.
Монохроматичность, то есть постоянство цвета луча, - это следствие фиксированной длины волны. То есть лазерный луч может быть или красным, или синим, или... Но никак не белым, -поскольку белый свет, который и нужен для освещения дороги, - ахроматичес-кий. У белого света нет собственной длины волны, и получается он в результате смешения как минимум трех монохроматических излучений (например, красного, зеленого и синего - как в кинескопах телевизоров).
А когерентность - это синхронность колебаний волн в разных точках пространства и в разное время. Вспомните лазерные указки, работающие от обычных батареек. Мощность такого лазера - не более 5 милливатт, но луч бьет на пару-тройку километров, при этом на «прицельной» поверхности видно лишь небольшое освещенное пятно.
Но для автомобильных фар, наоборот, нужен источник рассеянного света, чтобы освещать большое пространствопередмашиной!
При этом даже дешевые лазерные указки опасны для глаз: сконцентрированный в одной точке луч бесповоротно повреждает клетки сетчатки. А с ростом мощности в «группу риска» попадают и кожа, и даже неорганические материалы.
Так каким образом инженерам немецкой компании Osram, которая разрабатывала новые фары и для Audi, и для BMW, удалось приспособить лазер для освещения дороги?
Косвенно. Лазеры в фарах Audi R8 LMX есть, но их лучи не выходят за пределы корпусов!
Видите секцию «лазерного» света? А она есть! Дуло лазерно-люминофорной «пушки» (показано стрелкой) - диаметром всего 2 см и прикрыто миниатюрными жалюзи, которые открываются по команде электронного блока при включении
Во-первых, головная оптика здесь прежде всего светодиодная: полупроводниковые источники света отвечают и за ближний свет, и за дальний. Но вдобавок в каждой фаре есть и четыре миниатюрных лазерных диода мощностью 1,6 Вт каждый (в фарах BMW i8 таких диода три - и это единственное принципиальное отличие от Audi). Лазеры генерируют тонкие, с волос, лучи синего цвета (длина волны - 450 Нм). С помощью линз эти лучи собираются в один и... попадают на люминофор - желтую фосфорную пластину площадью всего 0,5х0,5 мм. Это и есть истинный источник света! Поглощая энергию лазерного излучения, он испускает пучок практически белого света (цветовая температура - 5500 К), который через систему отражателей падает на дорогу.
От выхода «чистых» лазерных лучей наружу предохраняет многоступенчатая система безопасности, отрубающая питание при малейшем повреждении или «подозрении» на нештатную ситуацию. Жалюзи в фарах - тоже часть этой системы.
То есть лазер здесь - лишь источник энергии, и корректнее называть такие фары лазерно-люминофорными. А если учесть, что «лазерная» секция автоматически подключается к светодиодной только после 60 км/ч, то... О стыд, Osram? Но кого нынче интересует техническая корректность? Не будешь же называть эти фары «светодиодно-лазерно-люминофорными». Длинно и малопонятно. А скажешь «лазерные» - и вау-эффект обеспечен!
А какая технология лучше?
На сегодняшний день - матричная, - без тени сомнения отвечает Штефан Берлитц, главный специалист Audi по головному свету.
Герр Берлитц имеет в виду светодиодную оптику Audi Matrix LED, которая устанавливается, к примеру, на Audi A8 (АР №21, 2013): 25 мощных светодиодов с компьютерным управлением автоматически регулируют форму светового пучка, избегая ослепления встречных водителей. Лазерно-люминофорная оптика этого не умеет. Зато бьет на 500-600 метров! А у штатных светодиодных фар Audi R8 заявленная дальнобойность - всего около 300 м.
Но светодиодные матричные фары на обновленном Мерседесе CLS (АР №15-16, 2014) «по паспорту» светят на 485 м, лишь немного уступая лазерным фарам Audi.
И мы, и наши коллеги из Мерседеса уже научились делать хорошие светодиодные фары, - объясняет Штефан Берлитц. - А «лазерный» свет пока может похвастать лишь дальнобойностью и миниатюрными размерами. Но мы только начали работу над ним, дальше будет интереснее!
Не сомневаюсь. Ведь и ксеноновые фары сперва были крайне дорогими, а теперь это вчерашний день. А будущее - или светодиодное, или люминофорное. И однозначно - яркое.
Прикосновение к будущему, первое знакомство с тем, что скоро станет обыденностью. Вот что такое лазерные фары. Реально в качестве дополнительного оборудования пока их предлагают только для BMW i8, а серийно ими оснастили 99 экземпляров суперэксклюзивного Audi R8 LMX. Обозначение модели как бы намекает на Ле-Ман, и неспроста. С одной стороны, это дань 15-летию победы в известной 24-часовой гонке, с другой — прямое указание на техническое решение, которым до сих пор мог похвастать только «боевой» R18. Quattroruote решил проверить, как работают лазерные фары и чем они хороши. Для этого R8 приехал на ночные тесты.
Новое слово автомобильной науки всего лишь дополняет традиционное освещение: если верить изготовителю, лазерные фары позволяют осветить дорогу на 500-600 м. В каждой фаре установлено четыре светодиода, излучающих свет с длиной волны 450 нанометров. Свет концентрируется фосфорным отражателем, изменяющим цвет луча с синего на белый. В результате получается мощный пучок света, по температуре приближающегося к дневному: 5500 Кельвинов.
До полукилометра
Расставив на прямом участке трека щиты через каждые 100 м, делаем несколько заездов. От наших испытателей, собственно, ничего особенного не требуется: две дополнительные фары включаются по команде электроники, управляющей дальним светом. Вводные же электроника получает от установленной на ветровом стекле телекамеры, которая следит за дорогой.
На практике оказалось, что лазерные фары включаются только на скоростях выше 60 км/ч, только на неосвещенных участках и только при условии, что впереди нет попутных и встречных автомобилей. Как только камера замечает на обочине включенный фонарь, электронная система автоматически переходит на ближний свет: фары светодиодные, и их вполне хватает. Когда же система, наконец, решает, что пора, сначала включаются обычные фары дальнего света (они сами по себе гарантируют видимость на расстоянии до 300 м), а через мгновение дорогу заливает дальнобойный свет лазерных прожекторов.
Результат поразительный. Мы не можем безоговорочно подтвердить, что дорога, как это заявляет производитель, освещается на 600 м, но что луч света уходит за полкилометра — факт. Ну и, конечно, ощущения: когда работают лазерные фары, контроль над дорогой полный. Исключительно из любопытства (на дороге это делать категорически не следует) мы решили проверить, насколько быстрее позволяют ехать лазерные фары. В качестве точки отсчета взяли собственные ощущения при движении на скорости 130 км/ч со светодиодными фарами.
Потом включили лазерные. Прикинули, посчитали и пришли к выводу, что новое изобретение позволяет контролировать дорогу ничуть не хуже на скоростях до 260 км/ч и даже больше.
Не говоря об ограничениях, которые накладывает закон, и о здравом смысле, мы считаем, что есть вполне убедительная причина не повторять подобные экзерсисы на дорогах общего пользования: если телекамера вдруг обнаружит, что навстречу едет другой автомобиль, система моментально выключит лазеры. Оказаться на темной дороге на такой скорости с одними светодиодами — участь незавидная.
Последние достижения
В увлекательном мире автомобильного света уже несколько месяцев как появилась еще одна новинка. Вещь дорогая, эксклюзивная, хотя и гораздо дальше, чем лазерные фары, отстоящая от области научной фантастики. Мы ведем речь о светодиодных матрицах. Впервые такие появились несколько месяцев назад на рестайлинговом Audi А8, а сегодня их предлагают и для моделей пусть недешевых, но все же более доступных, вроде ТТ. По тому же пути идут и конструкторы из Штутгарта.
В данном случае речь идет не о количестве испускаемого света — по этому показателю матричные фары ничем не отличаются от обычных светодиодных, — а о том, как этим количеством управлять. Включаются фары дальнего света, когда соответствующую команду выдает камера на ветровом стекле. При этом, если по встречной полосе приближается другой автомобиль, дальний свет не выключается. Возможно такое? Да, возможно: выключаются только светодиоды, которые теоретически способны ослепить водителя встречного транспортного средства. Остальная часть дороги остается освещенной, а на полосе, по которой движется встречный автомобиль, образуется темное пятно, которое перемещается вместе с ним.
Этакий прожектор наоборот: темная зона в центре участка, ярко освещенного фарами дальнего света. Но это не все: система способна одновременно отслеживать несколько «мишеней», создавая комфортные зоны, например, для водителей двух автомобилей и мотоцикла, двигающихся по встречной полосе, плюс для водителя попутного автомобиля,следующего впереди. Для матричных фар это не проблема, темных пятен может быть несколько. Ну а если вдруг в темной зоне система обнаружит человека, она предупредит об этом водителя: сначала три раза ярко мигнет, а потом осветит фигуру.
Лазерные фары видно далеко
Чтобы понять, на что способны лазерные фары, достаточно взглянуть на приведенную ниже схему и сравнить освещаемую ими зону с зонами, которые освещаются фарами ближнего и дальнего света (речь идет о светодиодных фарах последнего поколения). Следует заметить, что пучок света лазерных фар гораздо уже, чем мы привыкли.
- Фары ближнего света «бьют» примерно на 150 м. Пучок их света асимметричен, встречная полоса не освещается.
- Фары дальнего света, как ксеноновые, так и светодиодные, освещают дорогу перед автомобилем на 200-300 м.
- При небольшом тумане (что для нашего полигона в итальянском Ваирано в определенное время года не редкость) сразу заметен своеобразный острый и резкий свет лазерных фар.
Дальность света лазерных фар согласно документации производителя может достигать 600 м. Обратите внимание на форму светового пятна — оно узкое и длинное.
Эксклюзив во всем
На заказ лазерные фары предлагают для BMW i8. Именно на этой модели они дебютировали в 2013 году. Как это возможно, если продажи фар только начинаются? Все просто: в июне 2013 года лазерные фары были в эксклюзивном порядке установлены на восьми первых серийных экземплярах немецкого спорткара, переданных счастливым владельцам в ходе специально устроенной в Мюнхене церемонии. В техническом плане решение мало чем отличается от того, что мы видели на Audi R8, да и поставщик у BMW тот же — Osram. На i8 лазерные фары дальнего света тоже установлены не вместо традиционных, а в дополнение к ним, и включаются лишь при наличии соответствующих условий. Ну а вам мы предоставляем полную свободу в выборе выражений, уместных в отношении цены опции -9750 евро (в Европе).
Матричные фары. Игра свети и тени
Здесь задачи другие: не светить, как лазер, как можно дальше, а уберечь других участников движения от ослепления дальним светом. Сначала матричные фары ставили только на А8, но по прошествии нескольких месяцев подход стал более демократичным: сегодня, к примеру, их можно заказать и для ТТ последнего поколения. Правда, опция не дешевая — 2585 евро (в Европе).
- Несмотря на наличие встречного автомобиля, эта зона остается полностью освещенной.
- Темная зона перемещается вместе со встречным автомобилем.
- Серая зона, ограниченная пунктирной линией, освещена фарами ближнего света.
- Система распознает и автомобили, движущиеся в попутном направлении. Чтобы не слепить их водителей, матричные фары также создают темные зоны.
- Матричные фары — это 25 светодиодов, которые по команде электроники включаются, выключаются или просто снижают яркость.
Mersedes тоже выбрал матрицу
В 2010 ГОД У Mercedes CLS второго поколения стал первым в мире автомобилем, у которого в фонарях и фарах стояли только светодиоды. После недавнего рестайлинга штутгартский седан обзавелся опцией Active Multibeam Led — такие же матричные фары, как у Audi, и работают они по тому же принципу. Управление фарами осуществляется раздельно, что позволяет точно контурировать освещаемые и неосвещаемые участки перед автомобилем. Светодиоды корректируют размеры темных пятен очень быстро и точно, при этом левая и правая фары работают независимо друг от друга. Каждую секунду электронные блоки сто раз рассчитывают оптимальную конфигурацию светового пятна. Исходную информацию система получает от камеры, размещенной в верхней части ветрового стекла. Как правило, система Active Multibeam Led предлагается в качестве опции. Исключение составляют модификации AMG, штатно оснащаемые матричными фарами.