Πώς να φτιάξετε προβολείς λέιζερ. Προβολείς λέιζερ: αρχή λειτουργίας και κριτικές. Αρχή λειτουργίας οπτικών λέιζερ

Οι πηγές φωτός του οχήματος είναι ένα κρίσιμο σύστημα για τη βελτίωση της ασφάλειας όχημακαι δυνατότητα ελέγχου του οχήματος σε συνθήκες περιορισμένης ορατότητας.

Φυσικά, οι αυτοκινητοβιομηχανίες προσπαθούν να βελτιώνουν συνεχώς τις τεχνολογίες φωτισμού τους: αρχικά χρησιμοποίησαν συμβατικές, στη συνέχεια άρχισαν να χρησιμοποιούν πηγές LED και διόδους εκπομπής φωτός και τώρα ήρθε στους προβολείς λέιζερ για αυτοκίνητα.

Αρχή λειτουργίας και σχεδιασμός προβολέων λέιζερ

Μερικοί άνθρωποι, έχοντας παρακολουθήσει αρκετές ταινίες επιστημονικής φαντασίας και άκουσαν τα πρώτα νέα για την εμφάνιση προβολέων λέιζερ για αυτοκίνητα, έκρουσαν τον κώδωνα του κινδύνου - αυτή η πηγή φωτός, λένε, όχι μόνο θα τυφλώσει τους επερχόμενους αυτοκινητιστές, αλλά και θα επηρεάσει αρνητικά τον αμφιβληστροειδή του ανθρώπου μάτι, καταστρέφοντάς το.

Στην πραγματικότητα, οι προγραμματιστές μιας τέτοιας τεχνολογίας έλυσαν εδώ και πολύ καιρό αυτό το πρόβλημα, χάρη σε μια ειδική προσέγγιση στο σχεδιασμό των συστημάτων τους και στην αρχή της λειτουργίας τους:

Τα λέιζερ χρησιμοποιούνται μόνο για προθέρμανση ιδιαίτερο στοιχείο– φώσφορο.
Ο φώσφορος, όταν θερμαίνεται, μετατρέπεται σε μια ισχυρή πηγή φωτός που εστιάζει στο δρόμο και του επιτρέπει να φωτίζεται αποτελεσματικά.

Επιπλέον, οι προγραμματιστές υλοποίησαν στο λέιζερ τους Φώτα ομίχληςτις ακόλουθες αρχές:

Αυτόματη απενεργοποίηση του εξοπλισμού σε περίπτωση εμπλοκής οχήματος σε τροχαίο ατύχημα στο οποίο ενδέχεται να καταστραφούν οι προβολείς.
Η παρουσία ειδικών αισθητήρων που διαβάζουν πληροφορίες για όλα τα αντικείμενα που βρίσκονται απέναντι και αλλαγές στη διαμόρφωση του δρόμου. Μετά από αυτό σύστημα υπολογιστήτο όχημα μπορεί να λάβει ανεξάρτητες αποφάσεις για τη μείωση της έντασης της εκπεμπόμενης δέσμης φωτός.

Οφέλη της τεχνολογίας

Είναι σαφές ότι τέτοιες πηγές φωτός αυξάνουν αυτόματα το αρχικό κόστος του οχήματος στο οποίο θα χρησιμοποιηθούν. Επομένως, οι λάτρεις των αυτοκινήτων έχουν μια απολύτως λογική ερώτηση: ποια ακριβώς θα είναι τα οφέλη μιας τέτοιας τεχνολογίας; Υπάρχουν αρκετές από αυτές:

Καθαρός φωτισμός - η πηγή δίνει απολύτως λευκό φως, που δεν παραμορφώνει καθόλου τα αντικείμενα και τα περιγράμματά τους.
Προβολείς λέιζερικανό να φωτίζει το δρόμο σε απόσταση έως και 600 μέτρων.

Ο τελευταίος παράγοντας είναι πολύ σημαντικός, καθώς σας επιτρέπει να μετακινηθείτε σε αρκετή απόσταση έξω από τα όρια της πόλης τη νύχτα. υψηλές ταχύτητες, παρέχοντας ταυτόχρονα στον εαυτό σας και στο αυτοκίνητο ένα αποδεκτό επίπεδο ασφάλειας.

Ιστορία εμφάνισης και ανάπτυξης

Πρώτα επίσημη ενημέρωσηΠαρόμοια τεχνολογία εμφανίστηκε το 2011. Δεν είναι καθόλου περίεργο ότι οι πρωτοπόροι σε αυτή την κατεύθυνση ανάπτυξης συστημάτων φωτισμού αυτοκινήτων ήταν δύο εξέχουσες γερμανικές εταιρείες - η BMW και η AUDI.

Τα πρώτα ήταν εκπρόσωποι της BMW, η οποία το 2011 παρουσίασε στο παγκόσμιο κοινό ένα πρωτότυπο όχημα με το όνομα i8, το οποίο έλαβε εξοπλισμό υψηλής ποιότητας με παρόμοια τεχνολογία. Ακριβώς τρία χρόνια αργότερα, το γερμανικό σπορ αυτοκίνητο μπήκε στο σειριακή παραγωγήκαι σήμερα είναι διαθέσιμο στους ανθρώπους, φυσικά, για ένα αρκετά υψηλό χρηματικό ποσό από δέκα εκατομμύρια ρούβλια και περισσότερο.

Η Audi παρουσίασε την έκδοσή της λίγους μήνες αργότερα, το ίδιο έτος 2011. Όμως, σε αντίθεση με τους ανταγωνιστές του, ήταν αμέσως μοντέλο παραγωγής του R18 E-tron Quattro. Ταυτόχρονα, η αυτοκινητοβιομηχανία παρουσίασε το επόμενο concept της (Sport Quattro Laserlight) με παρόμοιο σύστημα φωτισμού.

Δηλαδή στις αυτή τη στιγμήχρόνο, οι άνθρωποι που ονειρεύονται να έχουν το δικό τους όχημα εξοπλισμένο με πηγές φωτός λέιζερ μπορούν να επιλέξουν μόνο από έναν περιορισμένο αριθμό ΜΑΡΚΕΣ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ, παραγωγή δύο γερμανικές εταιρείες– όλες οι άλλες αυτοκινητοβιομηχανίες δεν έχουν ακόμη ανακοινώσει την ανάπτυξη παρόμοιων τεχνολογιών.

Μια πινελιά του μέλλοντος, η πρώτη γνωριμία με αυτό που σύντομα θα γίνει κοινός τόπος. Αυτό είναι οι προβολείς λέιζερ. Πραγματικά σε ποιότητα προσθετος εξοπλισμοςΠρος το παρόν, προσφέρονται μόνο για το BMW i8, αλλά 99 μονάδες του υπερ-αποκλειστικού Audi R8 LMX είναι εξοπλισμένες με αυτές στάνταρ. Ο χαρακτηρισμός του μοντέλου φαίνεται να υπαινίσσεται το Le Mans, και για καλό λόγο. Αφενός πρόκειται για ένα αφιέρωμα στη 15η επέτειο από τη νίκη στον περίφημο αγώνα 24 ωρών, αφετέρου αποτελεί άμεση ένδειξη τεχνική λύση, που μέχρι τώρα μπορούσε να καυχηθεί μόνο το «μάχιμο» R18. Η Quattroruote αποφάσισε να ελέγξει πώς λειτουργούν οι προβολείς λέιζερ και γιατί είναι καλοί. Για να γίνει αυτό, το R8 ήρθε για νυχτερινές δοκιμές.

Η νέα λέξη της επιστήμης του αυτοκινήτου συμπληρώνει απλώς τον παραδοσιακό φωτισμό: σύμφωνα με τον κατασκευαστή, Οι προβολείς λέιζερ σάς επιτρέπουν να φωτίζετε το δρόμο για 500-600 μέτρα.Κάθε προβολέας περιέχει τέσσερα LED που εκπέμπουν φως με μήκος κύματος 450 νανόμετρα. Το φως συγκεντρώνεται από έναν ανακλαστήρα φωσφόρου, αλλάζοντας το χρώμα της δέσμης από μπλε σε λευκό. Το αποτέλεσμα είναι μια ισχυρή δέσμη φωτός, με θερμοκρασία που πλησιάζει το φως της ημέρας: 5500 Kelvin.

Έως μισό χιλιόμετρο

Έχοντας τοποθετήσει ασπίδες κάθε 100 μέτρα σε ένα ευθύ τμήμα της πίστας, κάνουμε αρκετές διαδρομές. Στην πραγματικότητα, δεν απαιτείται τίποτα ιδιαίτερο από τους δοκιμαστές μας: δύο πρόσθετους προβολείςενεργοποιούνται με εντολή από τον έλεγχο ηλεκτρονικών μεγάλη σκάλα. Τα ηλεκτρονικά στοιχεία λαμβάνουν είσοδο από μια τηλεοπτική κάμερα εγκατεστημένη στο παρμπρίζ, η οποία παρακολουθεί το δρόμο.

Στην πράξη, αποδείχθηκε ότι οι προβολείς λέιζερ ανάβουν μόνο σε ταχύτητες άνω των 60 km/h, μόνο σε μη φωτισμένες περιοχές και μόνο εάν δεν υπάρχουν διερχόμενα ή επερχόμενα αυτοκίνητα μπροστά. Μόλις η κάμερα παρατηρήσει ένα φως στην άκρη του δρόμου, ηλεκτρονικό σύστημααλλάζει αυτόματα στη μεσαία σκάλα: οι προβολείς είναι LED και είναι αρκετά. Όταν το σύστημα αποφασίσει τελικά ότι είναι ώρα, το ενεργοποιούν κανονικοί προβολείςμεγάλη σκάλα (οι ίδιοι εγγυώνται ορατότητα σε απόσταση έως και 300 m), και λίγο αργότερα ο δρόμος πλημμυρίζει από φως μεγάλης εμβέλειας από προβολείς λέιζερ.

Το αποτέλεσμα είναι εκπληκτικό. Δεν μπορούμε άνευ όρων να επιβεβαιώσουμε ότι ο δρόμος, όπως υποστηρίζει ο κατασκευαστής, φωτίζεται για 600 m, αλλά είναι γεγονός ότι η δέσμη φωτός διανύει μισό χιλιόμετρο. Και, φυσικά, η αίσθηση: όταν οι προβολείς λέιζερ είναι αναμμένοι, έχετε τον απόλυτο έλεγχο του δρόμου. Καθαρά από περιέργεια (αυτό δεν πρέπει να γίνεται στο δρόμο), αποφασίσαμε να ελέγξουμε πόσο πιο γρήγοροι προβολείς λέιζερ μας επιτρέπουν να οδηγούμε. Αποκτήσαμε τα δικά μας συναισθήματα όταν οδηγούσαμε με ταχύτητα 130 km/h με αφετηρία τους προβολείς LED.

Μετά άναψαν τα λέιζερ. Το καταλάβαμε, κάναμε τα μαθηματικά και καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι η νέα εφεύρεση σάς επιτρέπει να ελέγχετε το δρόμο όχι χειρότερα σε ταχύτητες έως και 260 km/h και ακόμη περισσότερο.

Για να μην αναφέρουμε τους περιορισμούς που επιβάλλονται από το νόμο και την κοινή λογική, πιστεύουμε ότι υπάρχει ένας πολύ πειστικός λόγος να μην επαναληφθούν τέτοιες ασκήσεις στους δρόμους κοινή χρήση: Εάν η κάμερα εντοπίσει ξαφνικά ότι άλλο αυτοκίνητο οδηγεί προς το μέρος σας, το σύστημα θα απενεργοποιήσει αμέσως τα λέιζερ. Το να βρεθείς σε έναν σκοτεινό δρόμο με τέτοια ταχύτητα μόνο με LED είναι μια αξεπέραστη μοίρα.

Τελευταία επιτεύγματα

Σε έναν συναρπαστικό κόσμο φως αυτοκινήτουΈχουν περάσει λίγοι μήνες από τότε που εμφανίστηκε άλλο ένα νέο προϊόν. Το πράγμα είναι ακριβό, αποκλειστικό, αν και πολύ πιο μακριά από τη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας από τους προβολείς λέιζερ. Μιλάμε για μήτρες LED. Αυτά εμφανίστηκαν για πρώτη φορά πριν από λίγους μήνες στο ανανεωμένο Audi A8 και σήμερα προσφέρονται και για μοντέλα που δεν είναι φθηνά, αλλά ακόμα πιο προσιτά, όπως το TT. Σχεδιαστές από τη Στουτγάρδη ακολουθούν τον ίδιο δρόμο.

ΣΕ σε αυτήν την περίπτωσηδεν μιλάμε για την ποσότητα του φωτός που εκπέμπεται - σύμφωνα με αυτόν τον δείκτη προβολείς μήτραςδεν διαφέρουν από τα συμβατικά LED, αλλά για τον τρόπο ελέγχου αυτής της ποσότητας. Οι προβολείς μεγάλης σκάλας ανάβουν όταν εκδοθεί η αντίστοιχη εντολή από την κάμερα στο παρμπρίζ. Επιπλέον, εάν άλλο αυτοκίνητο πλησιάζει στην αντίθετη λωρίδα, μεγάλη σκάλαδεν σβήνει. Είναι δυνατόν; Ναι, είναι δυνατό: μόνο τα LED είναι απενεργοποιημένα, τα οποία θεωρητικά μπορούν να τυφλώσουν τον οδηγό ενός επερχόμενου οχήματος. Ο υπόλοιπος δρόμος παραμένει φωτισμένος, αλλά στη λωρίδα κατά μήκος της οποίας κινείται το επερχόμενο αυτοκίνητο, σχηματίζεται ένα σκοτεινό σημείο, το οποίο κινείται μαζί του.

Ένα είδος προβολέα αντίστροφα: μια σκοτεινή ζώνη στο κέντρο μιας περιοχής, που φωτίζεται έντονα από τους προβολείς μεγάλης σκάλας. Αλλά δεν είναι μόνο αυτό: το σύστημα είναι σε θέση να παρακολουθεί ταυτόχρονα πολλούς «στόχους», δημιουργώντας άνετες ζώνες, για παράδειγμα, για οδηγούς δύο αυτοκινήτων και μιας μοτοσικλέτας που κινούνται στην επερχόμενη λωρίδα, καθώς και για τον οδηγό ενός διερχόμενου αυτοκινήτου. Για τους προβολείς matrix αυτό δεν είναι πρόβλημα, μπορεί να υπάρχουν πολλά σκοτεινά σημεία. Λοιπόν, εάν το σύστημα εντοπίσει ξαφνικά ένα άτομο σε μια σκοτεινή ζώνη, θα προειδοποιήσει τον οδηγό σχετικά με αυτό: πρώτα θα αναβοσβήσει έντονα τρεις φορές και στη συνέχεια θα φωτίσει τη φιγούρα.

Οι προβολείς λέιζερ φαίνονται πολύ μακριά

Για να καταλάβετε τι είναι ικανοί οι προβολείς λέιζερ, απλώς δείτε το παρακάτω διάγραμμα και συγκρίνετε την περιοχή που φωτίζουν με τις περιοχές που φωτίζονται από προβολείς μεσαίας και μεγάλης σκάλας (μιλάμε για Προβολείς LED τελευταίας γενιάς). Πρέπει να σημειωθεί ότι η δέσμη φωτός από τους προβολείς λέιζερ είναι πολύ στενότερη από ό,τι έχουμε συνηθίσει.

Οι προβολείς μεσαίας σκάλας «χτυπούν» περίπου 150 μέτρα η δέσμη φωτός τους είναι ασύμμετρη. Απέναντι Laneδεν φωτίζεται.
Οι προβολείς μεγάλης σκάλας, τόσο xenon όσο και LED, φωτίζουν το δρόμο μπροστά από το αυτοκίνητο για 200-300 m.
Με λίγη ομίχλη (κάτι που δεν είναι ασυνήθιστο για το χώρο δοκιμών μας στο Vairano της Ιταλίας σε ορισμένες εποχές του χρόνου), το περίεργο έντονο και τραχύ φως των προβολέων λέιζερ γίνεται αμέσως αντιληπτό.

Το εύρος δέσμης των προβολέων λέιζερ, σύμφωνα με την τεκμηρίωση του κατασκευαστή, μπορεί να φτάσει τα 600 m Προσέξτε το σχήμα του σημείου φωτός - είναι στενό και μακρύ.

Αποκλειστικό σε όλα

Για το BMW i8 προσφέρονται προαιρετικοί προβολείς λέιζερ. Ήταν σε αυτό το μοντέλο που έκαναν το ντεμπούτο τους το 2013. Πώς είναι δυνατό αυτό εάν οι πωλήσεις προβολέων μόλις ξεκινούν; Είναι απλό: τον Ιούνιο του 2013, προβολείς λέιζερ τοποθετήθηκαν αποκλειστικά στα πρώτα οκτώ αντίγραφα παραγωγής του γερμανικού σπορ αυτοκινήτου, που παραδόθηκαν στους τυχερούς ιδιοκτήτες κατά τη διάρκεια ειδικής τελετής στο Μόναχο. ΣΕ τεχνικάη λύση δεν διαφέρει πολύ από αυτό που είδαμε στο Audi R8 και η BMW έχει τον ίδιο προμηθευτή - την Osram. Στο i8, τοποθετούνται επίσης προβολείς μεγάλης δέσμης λέιζερ όχι αντί των παραδοσιακών, αλλά επιπλέον αυτών και ανάβουν μόνο όταν υπάρχουν οι κατάλληλες συνθήκες. Λοιπόν, σας δίνουμε απόλυτη ελευθερία στην επιλογή εκφράσεων που είναι κατάλληλες σε σχέση με την τιμή επιλογής των -9750 ευρώ (στην Ευρώπη).

Προβολείς Matrix. Παιχνίδι φωτός και σκιάς

Εδώ τα καθήκοντα είναι διαφορετικά: να μην λάμπει όσο το δυνατόν περισσότερο σαν λέιζερ, αλλά να προστατεύει τους άλλους χρήστες του δρόμου από το να τυφλώνονται από τα φώτα μεγάλης σκάλας. Στην αρχή, οι προβολείς matrix εγκαταστάθηκαν μόνο στο A8, αλλά μετά από αρκετούς μήνες η προσέγγιση έγινε πιο δημοκρατική: σήμερα, για παράδειγμα, μπορούν να παραγγελθούν για την τελευταία γενιά TT. Είναι αλήθεια ότι η επιλογή δεν είναι φθηνή - 2585 ευρώ (στην Ευρώπη).

Παρά την παρουσία ενός επερχόμενου οχήματος, αυτή η περιοχή παραμένει πλήρως φωτισμένη.
Η σκοτεινή ζώνη κινείται με το επερχόμενο αυτοκίνητο.
Η γκρίζα περιοχή που οριοθετείται από τη διακεκομμένη γραμμή φωτίζεται από τους προβολείς της μεσαίας σκάλας.
Το σύστημα αναγνωρίζει επίσης αυτοκίνητα που κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση. Για να μην εκθαμβώνουν τους οδηγούς τους, οι προβολείς matrix δημιουργούν επίσης σκοτεινές περιοχές.
Οι προβολείς Matrix είναι 25 LED που με εντολή των ηλεκτρονικών ανάβουν, σβήνουν ή απλώς μειώνουν τη φωτεινότητά τους.

Η Mercedes επέλεξε επίσης το matrix

ΤΟ 2010 Mercedes CLSη δεύτερη γενιά έγινε το πρώτο αυτοκίνητο στον κόσμο που είχε μόνο LED στα φώτα και τους προβολείς. Μετά από μια πρόσφατη αναδιαμόρφωση, το sedan της Στουτγάρδης απέκτησε την επιλογή Active Multibeam Led - τους ίδιους προβολείς matrix με τους προβολείς της Audi, και λειτουργούν με την ίδια αρχή. Οι προβολείς ελέγχονται χωριστά, επιτρέποντας ακριβές περίγραμμα των φωτισμένων και μη φωτισμένων περιοχών μπροστά από το αυτοκίνητο. Τα LED προσαρμόζουν το μέγεθος των σκοτεινών σημείων πολύ γρήγορα και με ακρίβεια, ενώ ο αριστερός και ο δεξιός προβολέας λειτουργούν ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο. Κάθε δευτερόλεπτο ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑη βέλτιστη διαμόρφωση του φωτεινού σημείου υπολογίζεται εκατό φορές. Το σύστημα λαμβάνει τις αρχικές πληροφορίες από μια κάμερα που βρίσκεται στο επάνω μέρος του παρμπρίζ. Κατά κανόνα, το σύστημα Active Multibeam LED προσφέρεται προαιρετικά. Η εξαίρεση είναι οι τροποποιήσεις AMG, οι οποίες είναι τυπικά εξοπλισμένες με προβολείς matrix.

Σε σύγκριση με τους προβολείς με άλλες πηγές φωτός (λαμπτήρες πυρακτώσεως, λαμπτήρες εκκένωσης αερίου, κλασικά LED), τα λέιζερ έχουν ολόκληρη γραμμήοφέλη. Η ακτινοβολία λέιζερ έχει υψηλή χωρική συνοχή, δηλαδή η ακτινοβολία μπορεί να κατευθυνθεί με τη μορφή στενής δέσμης.

Ωστόσο, οι προβολείς λέιζερ δεν είναι στην πραγματικότητα λέιζερ λευκού φωτός, αλλά μάλλον πηγές φωταύγειας που φωτίζονται από ισχυρά μπλε ή υπεριώδη λέιζερ ημιαγωγών.

Στην πραγματικότητα, υπάρχουν λέιζερ άσπρομε βάση το φαινόμενο δημιουργίας υπερσυνέχειας, αλλά η χρήση τους στους προβολείς αυτοκίνητο παραγωγήςαδύνατο λόγω της πολύ υψηλής τιμής (πάνω από 10.000 $ ανά τεμάχιο).

Η χρήση του φωτισμού λέιζερ φωσφόρου κατέστησε δυνατή τη δημιουργία πολύ φωτεινών και συμπαγών προβολέων με στενή δέσμη.

Οι προβολείς λέιζερ είναι οι πιο συμπαγείς από όλους τους υπάρχοντες. Η επιφάνεια εκπομπής φωτός του φωσφόρου που εκπέμπει είναι εκατό φορές μικρότερη από αυτή ενός συμβατικού LED. Επομένως, με την ίδια απόδοση φωτός, ένας προβολέας λέιζερ χρειάζεται έναν ανακλαστήρα με διάμετρο 30 mm, για xenon - 70 mm και για λάμπα αλογόνου- 120 χλστ. Χάρη σε αυτό, οι προβολείς λέιζερ μπορούν να γίνουν πολύ μικρότεροι χωρίς να χάσουν την αποτελεσματικότητα του οδικού φωτισμού. Στην περίπτωση του BMW i8, το ύψος του ανακλαστήρα έχει μειωθεί από 9 σε λιγότερο από 3 εκατοστά. Αν και οι σχεδιαστές δεν σχεδιάζουν ακόμη να το μειώσουν, καθώς τα νέα χαρακτηριστικά θα καταστήσουν δυνατή την πιο βολική τοποθέτηση των προβολέων, μοντέλο καλύτερο σχέδιοαυτοκίνητο.

Ο προβολέας λέιζερ θα λειτουργεί παράλληλα με έναν «ψηφιακό βοηθό» που εμποδίζει τους οδηγούς των διερχόμενων και διερχόμενων αυτοκινήτων να θαμπωθούν. Τα οπτικά συστήματα που βασίζονται σε λέιζερ παρέχουν πιο ακριβές σχήμα δέσμης, καθιστώντας τους προβολείς ασφαλέστερους και πιο άνετους για τους επόμενους οδηγούς.

Στο περίβλημα κάθε προβολέα υπάρχουν τρεις πηγές ακτινοβολίας λέιζερ με ισχύ περίπου 1 W η καθεμία. Οι δέσμες κατευθύνονται χρησιμοποιώντας ένα σύστημα κατόπτρων σε ένα στοιχείο από φθορίζον υλικό. Όταν το τελευταίο απορροφά ενέργεια, απελευθερώνεται μια λευκή λάμψη, από την οποία σχηματίζεται μια δέσμη φωτός.

Δείκτης LED

Οι τεχνολογίες λέιζερ στον φωτισμό αυτοκινήτων ώθησαν τους Βαυαρούς να δημιουργήσουν μια άλλη ενδιαφέρουσα τεχνολογία που ονομάζεται Dynamic Light Spot - δυναμικός σποτικός φωτισμός. Νέο σύστημαείναι σε θέση να ανιχνεύσει έναν πεζό ή άλλο εμπόδιο στο δρόμο και να κατευθύνει μια ενισχυμένη δέσμη φωτός σε αυτό. Με αυτόν τον τρόπο ο οδηγός λαμβάνει πληροφορίες για πιθανό κίνδυνο. Επιπλέον, μια τέτοια υπόδειξη εμφανίζεται πριν εμφανιστεί το αντικείμενο στη μεσαία σκάλα των προβολέων. Κατά συνέπεια, ο οδηγός παίρνει ένα προβάδισμα πολλών δευτερολέπτων ή δεκάδων μέτρων, το οποίο συχνά δεν αρκεί για να επιβραδύνει ή να προσπεράσει ένα άτομο. Το Dynamic Light Spot μπορεί να κρατήσει πολλά αντικείμενα σε προβολή. Μόλις ένα άτομο ή ένα ζώο εισέλθει στον φακό μιας κάμερας υπερύθρων, μια δέσμη φωτός θα δείξει αμέσως προς αυτό.

Ήδη την πρώτη δεκαετία του δύο χιλιοστού μείναμε έκπληκτοι φώτα led, και εδώ είναι ένα άλλο γεγονός στον κόσμο της τεχνολογίας φωτισμού - προβολείς λέιζερ.

Πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες προσπαθούν να κάνουν τους προβολείς ακόμα πιο αποτελεσματικούς. Φυσικά, αυτό δεν γίνεται από τους ίδιους, αλλά από αυτούς που ειδικεύονται στην ανάπτυξη και παραγωγή πηγών φωτός. Αρκετοί άνθρωποι εργάζονται στην αυτοκινητοβιομηχανία διάσημες εταιρείες- Philips, Osram, Valeo, Hella και Bosch. Επιπλέον, έχουν τη δική τους εσωτερική εξειδίκευση. Το επόμενο βήμα στη συνεργασία μεταξύ αυτοκινητοβιομηχανιών και των αναφερόμενων εξειδικευμένων εταιρειών ήταν η δημιουργία προβολέων λέιζερ, ριζικά διαφορετικών από τα προηγούμενα σχέδια.

Το πρώτο σήμα για την πιθανή εισαγωγή των προβολέων νέας γενιάς στα αυτοκίνητα, συγκεκριμένα σε αυτά που χρησιμοποιούν τεχνολογία λέιζερ, δόθηκε το 2011, όταν εταιρεία BMWέδειξε εκείνη την εποχή εννοιολογικό μοντέλο i8. Τρία χρόνια αργότερα, αυτό το σπορ αυτοκίνητο με ένα υβριδικό εργοστάσιο ηλεκτρισμούέχουν ήδη παρουσιάσει πώς μοντέλο παραγωγής. Παραδόξως, οι προβολείς λέιζερ που εμφανίζονταν προηγουμένως στο concept ως τεχνογνωσία μεταφέρθηκαν στο μοντέλο παραγωγής, αν και μόνο στις ακριβές εκδόσεις του.

Το i8 παραγωγής με προβολείς λέιζερ αναμένεται να κυκλοφορήσει αυτό το φθινόπωρο. Τότε η βαυαρική ανησυχία θα αρχίσει να εξοπλίζει και άλλα μοντέλα της σειράς της με τέτοιους προβολείς.

Η Audi εργάζεται επίσης ενεργά για την εισαγωγή προβολέων λέιζερ στα μοντέλα της. Το πρωτότοκο Audi R18 e-tron quattroκαι το Audi Sport quattro Laserlight concept. Επιπλέον, το R18 e-tron quattro θα κυκλοφορήσει στη Γερμανία αυτό το καλοκαίρι στην τιμή των 210.000 ευρώ. Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό των προβολέων αυτού του αυτοκινήτου είναι ότι οι μονάδες λέιζερ τους ενεργοποιούνται σε ταχύτητες 60 km/h και άνω. Κάτω από αυτό το όριο, ο δρόμος φωτίζεται από συμβατικά LED. Κάθε προβολέας λέιζερ στο R18 e-tron quattro περιέχει τέσσερις διόδους λέιζερ υψηλής ισχύος. Η διάμετρος του λαμπερού τους σώματος είναι 300 μικρόμετρα. Οι δίοδοι παράγουν μια μπλε δέσμη με μήκος κύματος 450 nm. Σε έναν ειδικό μετατροπέα φθορισμού, το μπλε φως γίνεται λευκό με θερμοκρασία χρώματος 5500 Kelvin. Αυτό το φως εξασφαλίζει ελάχιστη κόπωση των ματιών. Η εμβέλεια της δέσμης λέιζερ είναι 500 μέτρα.

Η Audi αποφάσισε να δοκιμάσει πρώτα τους προβολείς λέιζερ της στο πρωτότυπο Le Mans του Audi R18 e-tron quattro, το οποίο θα συμμετάσχει σε αγώνες αντοχής.

Η μονάδα λέιζερ για τη BMW αναπτύχθηκε από μηχανικούς από ένα ειδικό τμήμα της Osram - το Special Lighting Division. Είναι ενδιαφέρον ότι οι έμποροι της εταιρείας δεν μπερδεύτηκαν από τον μάλλον περίπλοκο σχεδιασμό της νέας μονάδας, που επηρεάζει το κόστος του αυτοκινήτου στο σύνολό του. Αυτό που είναι πιο σημαντικό για αυτούς είναι τα οφέλη που θα λάβει όχι μόνο ο ιδιοκτήτης ενός αυτοκινήτου με νέους προβολείς, αλλά και όλοι οι χρήστες του δρόμου.

Οι προβολείς λέιζερ του πρωτότυπου αυτοκινήτου Audi Sport Quattro Laserlight είναι άλλη μια απόδειξη σοβαρών προθέσεων Audiστον τομέα της εισαγωγής ενός νέου τύπου προβολέων στο μοντέλο της.

Φανταστικά χαρακτηριστικά

Σε σύγκριση με τους προβολείς με άλλες πηγές φωτός (λαμπτήρες πυρακτώσεως, λαμπτήρες εκκένωσης αερίου, κλασικά LED), οι λέιζερ έχουν πολλά πλεονεκτήματα. «Ακολουθούν» από το γεγονός ότι η ακτινοβολία λέιζερ είναι μονόχρωμη και συνεκτική, δηλαδή τα κύματα έχουν το ίδιο μήκος και σταθερή διαφορά φάσης. Πρώτον, σχηματίζει μια δέσμη φωτός που είναι σχεδόν παράλληλη, δηλαδή σας επιτρέπει να ελέγχετε τον φωτισμό συγκεκριμένων περιοχών. Δεύτερον, η φωτεινή ένταση της δέσμης φωτός λέιζερ είναι 10 φορές υψηλότερη από το κλασικό αλογόνο, xenon και LED. Η εμβέλεια της δέσμης λέιζερ φωτός είναι έως και 600 μέτρα, ενώ η συμβατική μεγάλη δέσμη φωτίζει από 200 έως 300 μέτρα. Είναι σημαντικό ακόμη και στη λειτουργία μεσαίας σκάλας (η κλασική μεσαία σκάλα "δουλεύει" σε απόσταση 60-85 m), οι προβολείς λέιζερ δεν θαμπώνουν, καθώς οι δέσμες είναι αυστηρά κατευθυνόμενες και εάν ένα άτομο εμφανιστεί στην περιοχή φωτισμού , μια ειδική λειτουργία θα μπορεί να απενεργοποιήσει αυτό το μέρος των διόδων, οι ακτίνες των οποίων πέφτουν στα μάτια του.

Σχεδιασμός προβολέων λέιζερ Audi

Τρίτον, η κατανάλωση ενέργειας των προβολέων λέιζερ είναι 30% μικρότερη από αυτή των συμβατικών, η οποία είναι πολύ δημοφιλής στην εποχή της εξοικονόμησης ενεργειακών πόρων. Τέταρτον, οι προβολείς λέιζερ είναι οι πιο συμπαγείς από όλους τους υπάρχοντες. Η επιφάνεια εκπομπής φωτός μιας διόδου λέιζερ είναι εκατό φορές μικρότερη από αυτή ενός συμβατικού LED. Επομένως, με την ίδια απόδοση φωτός, ένας προβολέας λέιζερ χρειάζεται έναν ανακλαστήρα με διάμετρο 30 mm, για xenon - 70 mm και για λάμπα αλογόνου - 120 mm. Χάρη σε αυτό, οι προβολείς λέιζερ μπορούν να γίνουν πολύ μικρότεροι χωρίς να χάσουν την αποτελεσματικότητα του οδικού φωτισμού. Στην περίπτωση του BMW i8, το ύψος του ανακλαστήρα έχει μειωθεί από 9 σε λιγότερο από 3 εκατοστά. Αν και οι σχεδιαστές δεν σχεδιάζουν ακόμη να το μειώσουν, καθώς οι νέες δυνατότητες θα επιτρέψουν στους προβολείς να τοποθετηθούν πιο βολικά και να προσομοιώσουν μια καλύτερη σχεδίαση αυτοκινήτου.

Δείκτης LED
Οι τεχνολογίες λέιζερ στον φωτισμό αυτοκινήτων ώθησαν τους Βαυαρούς να δημιουργήσουν μια άλλη ενδιαφέρουσα τεχνολογία που ονομάζεται Dynamic Light Spot - δυναμικός σποτικός φωτισμός. Το νέο σύστημα είναι σε θέση να ανιχνεύσει έναν πεζό ή άλλο εμπόδιο στο δρόμο και να κατευθύνει μια ενισχυμένη δέσμη φωτός σε αυτό. Με αυτόν τον τρόπο ο οδηγός λαμβάνει πληροφορίες για πιθανό κίνδυνο. Επιπλέον, μια τέτοια υπόδειξη εμφανίζεται πριν εμφανιστεί το αντικείμενο στη μεσαία σκάλα των προβολέων. Κατά συνέπεια, ο οδηγός παίρνει ένα προβάδισμα πολλών δευτερολέπτων ή δεκάδων μέτρων, το οποίο συχνά δεν αρκεί για να επιβραδύνει ή να προσπεράσει ένα άτομο. Το Dynamic Light Spot μπορεί να κρατήσει πολλά αντικείμενα σε προβολή. Μόλις ένα άτομο ή ένα ζώο εισέλθει στον φακό μιας κάμερας υπερύθρων, μια δέσμη φωτός θα δείξει αμέσως προς αυτό.

Φωτογραφίες Audi και BMW

Εάν βρείτε κάποιο σφάλμα, επισημάνετε ένα κομμάτι κειμένου και κάντε κλικ Ctrl+Enter.

Στο φως τελευταίες δημοσιεύσεις(Τεχνολογίες Volvo, τεχνολογίες Mercedes), οι αναγνώστες του Habr ζήτησαν να πουν περισσότερα λεπτομερείς πληροφορίεςσχετικά με τις τεχνολογικές καινοτομίες στην αυτοκινητοβιομηχανία. Μου φαίνεται ότι ένα από τα πιο ενδιαφέροντα και ελπιδοφόρες εξελίξειςαυτή τη στιγμή - προβολείς λέιζερ από τη BMW.

Τον Σεπτέμβριο του 2011, η BMW παρουσίασε νέα τεχνολογίαπροβολείς αυτοκινήτου βασισμένοι στη χρήση μπλε λέιζερ. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται για πρώτη φορά αυτοκίνητο BMW i8, το οποίο εμφανίστηκε στο Έκθεση Αυτοκινήτου της Φρανκφούρτηςτο 2009. Ο προβολέας χρησιμοποιεί όχι ένα, αλλά τρία λέιζερ ταυτόχρονα, υπάρχουν 12 από αυτά στο αυτοκίνητο - 3 σε καθένα από τα 2 τμήματα του προβολέα. Για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί αυτή η τεχνολογία, δείτε το διάγραμμα.

Τρία λέιζερ (Α) είναι τοποθετημένα σε τριγωνικό σχήμα και λάμπουν σε μικρούς καθρέφτες (Β), που ανακατευθύνουν τη δέσμη σε φακό (C). Στο εσωτερικό του φακού (C) υπάρχει κίτρινος φώσφορος, ο οποίος εκπέμπει έντονο λευκό φως όταν εκτίθεται σε μπλε λέιζερ. Αυτό το φως που εκπέμπεται από τον φώσφορο ανακατευθύνεται από τον φακό σε έναν ανακλαστήρα (D), ο οποίος ρίχνει το φως 180 μοίρες στο δρόμο μπροστά από το αυτοκίνητο. Το εσωτερικό του προβολέα έχει δημιουργηθεί με ειδικό τρόπο ώστε όλο το φως που δημιουργείται να αντανακλάται στην επιφάνεια μπροστά από το αυτοκίνητο. Πάνω δεξιά στη φωτογραφία μπορείτε να δείτε πώς λειτουργεί ένα από τα 6 λέιζερ, αν και η δέσμη του είναι μπλοκαρισμένη από την κάρτα. Λάβετε υπόψη ότι αυτή η διαμόρφωση είναι μόνο μία από τις πιθανές και οι προβολείς μπορούν να κατασκευαστούν σχεδόν σε οποιοδήποτε μέγεθος και σχήμα.

Σε αυτή τη φωτογραφία μπορείτε να δείτε πώς λειτουργούν οι προβολείς πλήρης δύναμη. Η BMW λέει ότι αυτοί οι προβολείς είναι 1000 φορές πιο φωτεινοί από Προβολείς LED, που χρησιμοποιούνται τώρα, αλλά χρησιμοποιούν μόνο τη μισή φωτεινότητα για να μειώσουν την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας του αυτοκινήτου. Επίσης, εκπρόσωποι της εταιρείας υποστηρίζουν ότι οι προβολείς έχουν διάρκεια ζωής τουλάχιστον 10.000 ώρες, όσο Προβολείς LED. Είναι σημαντικό ότι η δυνατότητα αλλαγής μεγέθους των προβολέων θα επιτρέψει στους σχεδιαστές περισσότερη ελευθερία να δημιουργήσουν σχήματα και μεγέθη προβολέων.

Φυσικά, το πρώτο πράγμα που γνωρίζουμε για τα λέιζερ είναι ότι δεν χρειάζεται να είναι στραμμένα στα μάτια κανενός, για να μην καταστρέψουν τον αμφιβληστροειδή. Με αυτούς τους προβολείς αυτό είναι απλά αδύνατο, η BMW σας ζητά να μην ανησυχείτε. Το λέιζερ είναι επικίνδυνο γιατί το φως του είναι πολύ συγκεντρωμένο και εστιασμένο. Το φως που παράγεται από τον κίτρινο φώσφορο δεν είναι το ίδιο και για να το αποδείξει αυτό, ο μηχανικός της BMW κοίταξε απευθείας τη δέσμη φωτός που δημιουργήθηκε από τους προβολείς και κάλεσε τους δημοσιογράφους να κάνουν το ίδιο. Παρά το γεγονός ότι οι προβολείς είναι πολύ φωτεινοί, ούτε ο συγγραφέας του κειμένου ούτε κανένας άλλος έπαθε κακό από αυτή την επίδειξη.
Εξαλείφει επίσης την πιθανότητα οι προβολείς να αναφλέγουν αντικείμενα μπροστά από το αυτοκίνητο (παρόλο που ο μηχανικός άναψε ένα λιβάνι από ένα από τα λέιζερ του αυτοκινήτου για να δείξει τη δύναμή του) για τον ίδιο λόγο. Το φως που δημιουργείται από τον προβολέα δεν είναι δέσμη λέιζερ λόγω της διαφορετικής φύσης του ίδιου του φωτός. Εάν φοβάστε τα λέιζερ που θα πετάξουν έξω από τους προβολείς κατά τη διάρκεια ενός ατυχήματος και θα αρχίσουν να καταστρέφουν τα πάντα γύρω σας, μην ανησυχείτε, η BMW έχει φροντίσει και για αυτό, σε περίπτωση ατυχήματος, όπως και με τους προβολείς xenon, η παροχή ρεύματος στους προβολείς διακόπτεται αμέσως.

Η BMW εκμεταλλεύτηκε επίσης την ευκαιρία για να παρουσιάσει το νέο σύστημα Dynamic LightSpot, το οποίο φωτίζει τους πεζούς που βρίσκονται στο δρόμο σας. Επί τεχνικό μοντέλο, που μας δείχθηκε, αυτοί οι προβολείς ενσωματώθηκαν στη θέση εγκατάστασης των προβολέων ομίχλης και οδηγούνται από ένα σύστημα παρόμοιο με τον προσαρμοστικό φωτισμό στροφών. Το σύστημα χρησιμοποιεί τις ίδιες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται τη νύχτα Οράματα BMW, το οποίο χρησιμοποιεί αισθητήρες υπερύθρων και κάμερες για να αναγνωρίσει ένα άτομο με βάση τη θερμοκρασία του σώματος και τη σιλουέτα.
Εάν η κάμερα νυχτερινής όρασης υποδεικνύει έναν πεζό με ένα εικονίδιο στην οθόνη σύστημα ψυχαγωγίας, τότε το σύστημα LightSpot είναι πιο ενεργό και θα φωτίζει τον πεζό με μία δέσμη από τη θέση των φώτων ομίχλης. Δεδομένου ότι το αυτοκίνητο έχει δύο φώτα ομίχλης, το αυτοκίνητο μπορεί να παρακολουθεί δύο πεζούς ταυτόχρονα και μπορεί επίσης να κρατήσει το φως σε έναν πεζό που διασχίζει το δρόμο στο σκοτάδι μπροστά σας.

Για να μην αποσπάται η προσοχή από πεζούς που δεν παρεμβαίνουν στην κίνηση του αυτοκινήτου, το σύστημα έχει ένα αρκετά στενό οπτικό πεδίο. Ο υπολογιστής παρακολουθεί όλους τους πεζούς μπροστά από το αυτοκίνητο, αλλά το σύστημα θα επισημαίνει μόνο αυτούς που θα διασταυρωθούν με την τροχιά του αυτοκινήτου ή που κινδυνεύουν να διασταυρώσουν αυτήν την τροχιά. Η BMW λέει ότι το σύστημα μπορεί να κινήσει τη δέσμη γρηγορότερα από ό,τι μπορεί να τρέξει οποιοσδήποτε άνθρωπος, επομένως δεν θα μπορείτε να ξεπεράσετε τη δέσμη. Ωστόσο, η BMW λέει ότι το σύστημα εξακολουθεί να αντιμετωπίζει δυσκολίες σε φιδωτούς δρόμους, όπου το αυτοκίνητο αλλάζει συνεχώς τροχιά. Γι' αυτό εξακολουθεί να είναι πρωτότυπο. Ωστόσο, η εταιρεία λέει ότι το σύστημα κάνει τη ζωή πολύ πιο εύκολη για τους οδηγούς και επιτρέπει στους οδηγούς να βλέπουν τους πεζούς κατά μέσο όρο 34 μέτρα νωρίτερα από ό,τι χωρίς αυτό. Οι επερχόμενοι οδηγοί θα γλιτώσουν επίσης από κάθε λάμψη, επειδή η BMW διαθέτει ένα σύστημα Active High Beam που παρακολουθεί την αντίθετη κυκλοφορία και δεν επιτρέπει στους οδηγούς να εκθαμβώνονται.

Μέχρι στιγμής, και τα δύο συστήματα είναι πρωτότυπα. Το Dynamic LightSpot θα φτάσει πρώτο στους καταναλωτές, αν και η BMW δεν λέει πότε. Ίσως όμως να έρθει σύντομα η στιγμή που οι προβολείς λέιζερ θα γίνουν τόσο συνηθισμένοι όσο το αλογόνο ή προβολείς xenonκοινή σήμερα.