Cuộc cách mạng ứng dụng đèn LED laser làm nguồn sáng cho ô tô

Đèn pha LED, cùng với tất cả các loại đèn pha khác mang tính cách mạng trước khi đèn pha laser ra đời, được coi là nguồn sáng hiệu quả nhất và được các nhà sản xuất ô tô tích cực sử dụng trên ô tô của họ cho đến ngày nay. Nhân tiện, ngày nay không phải tất cả các đại gia ô tô đều có đủ khả năng sản xuất hàng loạt và những chiếc xe cao cấp thường được trang bị đèn pha như vậy.

Với đèn pha laser, nó thậm chí còn phức tạp và khó hiểu hơn. Những đèn pha này là kết quả của công nghệ tiên tiến và việc chế tạo chúng đòi hỏi những điều kiện đặc biệt và rất nhiều thiết bị điện tử khác nhau thực sự được chế tạo từ chùm tia laze . Các nhà sản xuất quang học ô tô hàng đầu như Osram, Philips, Valeo, Bosch và Hella đang hoạt động trong lĩnh vực này.

Ngoài các nhà sản xuất nguồn sáng laser hàng đầu, các nhà sản xuất ô tô cũng rất quan tâm. Ví dụ, BMW đã giới thiệu đèn pha laser vào năm 2011, chứng tỏ sự thành công của họ trong lĩnh vực này với mẫu concept i8. Những người theo dõi hoạt động của BMW còn nhớ mẫu concept này đã trở thành siêu xe sản xuất chính thức như thế nào vài năm sau đó.

Vài năm sau, đèn pha này cũng xuất hiện trên các mẫu xe BMW khác. Mô-đun laser BMW được phát triển bởi các kỹ sư OSRAM. Mặc dù giá thành của công nghệ cao, cũng như chi phí linh kiện và phát triển, đèn laser vẫn được lãnh đạo công nhận, họ thậm chí không xấu hổ vì sự hiện diện của đèn pha laser sẽ ảnh hưởng đáng kể đến toàn bộ chi phí chung. xe hơi. Điều quan trọng hơn đối với các nhà phát triển và quản lý dự án là tính ưu việt trong lĩnh vực này và những lợi thế mà người mua có được sau khi mua con của nó.

Gã khổng lồ ô tô thứ hai Audi cũng đang hoạt động theo hướng “laze”. Đèn pha laser được sử dụng lần đầu tiên trên mẫu xe ý tưởng Audi R18 E-Tron Quattro và Audi Sport Quattro Laserlight. Điểm khác biệt đặc trưng của đèn pha laser của Audi là mô-đun laser được kích hoạt từ tốc độ 60 km/h. Cho đến điểm này, đường vẫn được chiếu sáng “bình thường”.

Đèn pha laser Sản phẩm của Audi bao gồm bốn điốt laser mạnh mẽ có các phần tử phát sáng có đường kính 300 micron. Những điốt này tạo ra chùm ánh sáng xanh có bước sóng khoảng 450 nm. Nhờ bộ chuyển đổi phốt pho đặc biệt, ánh sáng xanh trở thành ánh sáng trắng (nhiệt độ màu 5500 K). Theo nhà sản xuất, ánh sáng này dễ chịu nhất và hầu như không gây mỏi mắt. Chiều dài của chùm tia là khoảng 500 mét.

So với các nguồn sáng thông thường của chúng ta (đèn sợi đốt, đèn phóng điện, đèn LED), đèn pha laser có nhiều “ưu điểm”. Tất cả bắt đầu với thực tế là bức xạ laser có tính đơn sắc và kết hợp, tức là các sóng luôn có cùng độ dài và độ lệch pha không đổi.

Ưu điểm của đèn pha laser:

Điều này cho phép bạn tạo ra một chùm tia có bản chất gần như song song (cho phép nó chiếu sáng một khu vực cụ thể).
Chùm tia laser cũng mạnh hơn gấp 10 lần so với halogen. Chiều dài của chùm tia laser đạt mốc 600 mét, mặc dù chùm tia cao thông thường chỉ là 200-300 mét (và chùm tia tiếp theo chỉ là 60-85 mét).
Đèn laser không bị lóa mắt bởi xenon vì chùm tia được nhắm chính xác vào điểm cần làm mới. Nếu một sinh vật, chẳng hạn như con người, đi vào khu vực được chiếu sáng, một số điốt sẽ ngay lập tức tắt, chiếu sáng tất cả các khu vực ngoại trừ khu vực có sinh vật đó.
Đèn laser tiêu thụ điện năng ít hơn 30% so với các loại đèn cổ điển.
Tính nhỏ gọn là một ưu điểm khác của đèn pha laser và chúng được cho là loại nhỏ gọn nhất. Diện tích phát ra của diode laser nhỏ hơn hàng trăm lần so với đèn LED thông thường, trong khi đèn pha laser yêu cầu gương phản xạ có đường kính chỉ 30 mm để thu được cùng một lượng ánh sáng (để so sánh, xenon – 70 mm, chung halogen – 120 mm). Nhờ khả năng này của đèn pha laser, các kỹ sư đã có thể giảm đáng kể kích thước của đèn pha mà không làm mất đi và ngược lại, tăng lượng ánh sáng phát ra.

Đèn pha laser hoạt động chặt chẽ với máy tính, sử dụng dữ liệu từ cảm biến để đảm bảo xe ô tô và người đi bộ đang tới không bị chói mắt. Mỗi đèn pha laser chứa ba điốt và phát ra chùm tia có công suất khoảng 1 W. Ánh sáng đi qua hệ thống gương được chuyển hướng đến phần tử huỳnh quang sau lần hấp thụ năng lượng cuối cùng, giải phóng ánh sáng trắng, chuyển thành chùm tia.

Trong quá trình phát triển đèn pha laser, một công nghệ mới khác có tên Dynamic Light Spot (dịch từ tiếng Anh. -Dynamic Spot Lighting). Sự phát triển này cho phép bạn sử dụng camera hồng ngoại để phát hiện người đi bộ cũng như các chướng ngại vật khác trên xe. Sau khi hệ thống phát hiện chướng ngại vật sẽ tự động chiếu sáng bằng đèn sáng hơn để người lái chú ý và vượt an toàn. Điểm đặc biệt của nó là thông báo cho người lái xe xuất hiện trước khi rẽ, tức là trước khi vật thể được chiếu sáng bởi đèn pha chiếu gần. Điều này là cần thiết để bảo vệ người lái xe và cho anh ta cơ hội chuẩn bị thực hiện một số thao tác và thao tác nhất định.

Hệ thống chiếu sáng ô tô đang phát triển nhanh chóng và mang lại sự an toàn cũng như sự thoải mái khi lái xe chưa từng có. Sự phát triển của các nguồn sáng ô tô rất ấn tượng: halogen, xenon, LED và cuối cùng là laser. Hiện nay, hai hãng ô tô BMW và Audi đã giới thiệu đèn pha laser trên xe thể thao đang nghiên cứu nguồn sáng laser diode.

Đèn pha laser ở dạng hiện tại không phải là đèn pha như vậy mà là mô-đun chùm tia laser trong đèn pha ma trận. Trong tương lai, tất cả hệ thống quang học ô tô có thể chuyển sang nguồn sáng laser. Ưu điểm của đèn pha laser trong tương lai là:

Chùm tia cao (lên tới 600 m);
Đường phân chia rõ ràng;
Thiết kế nhỏ gọn;
Tiêu thụ năng lượng thấp.
Tương tác với người đi bộ (giúp đỡ, cảnh báo);
Vạch kẻ đường đang hoạt động (làn đường riêng, lề đường);
Đèn báo hiệu (để chiếu sáng người đi bộ và động vật trên đường);
Làm mờ chính xác xe đang tới và đi qua;
Hiển thị kích thước của xe trong điều kiện chật hẹp.

Khi hệ thống liên lạc giữa các ô tô phát triển, danh sách các tính năng của đèn pha laser sẽ tiếp tục mở rộng.

Thiết kế của đèn pha laser (mô-đun laser của đèn pha ma trận) bao gồm khối diode laser, ma trận gương, phốt pho và thấu kính. Điốt laser OSRAM tạo thành chùm tia laser có bước sóng 450nm, được chuyển đổi (khúc xạ) bằng ma trận DMD (nghĩa đen: Thiết bị gương vi mô kỹ thuật số) bao gồm hơn 100.000 gương vi mô.

Ma trận Bosch dựa trên công nghệ silicon và có tính năng điều khiển cơ điện cho phép mỗi micromirror xoay theo cả mặt phẳng ngang và dọc. Điều này giúp có thể thay đổi diện tích và cường độ chiếu sáng trên phạm vi rộng ở tốc độ cao. Chất lân quang chuyển đổi chùm tia laser màu xanh thành ánh sáng trắng. Ở lối ra của thấu kính, thu được chùm tia mạnh có nhiệt độ màu cao tương ứng với ánh sáng mặt trời.

Đèn pha laser được điều khiển bởi một bộ phận điện tử có chức năng thay đổi vị trí của gương vi mô dựa trên tín hiệu từ radar và camera. Ở tốc độ thấp, ánh sáng được trải rộng trên một bề mặt chiếu lớn, chiếu sáng một khu vực rộng lớn trên đường. Ở tốc độ cao, góc của dung dịch giảm và cường độ ánh sáng tăng.

Chúng tôi đang chờ đợi đèn pha laser xuất hiện trên Volkswagen, dường như sắp xuất hiện.

Nó đang chờ trời tối, tiếp tục đi từ Ingolstadt đến tàu S-Bahn của Đức trên chiếc siêu xe Audi R8 LMX, không để ý đến phương tiện giao thông đang tới, rút ngắn khoảng cách – và… đèn laser đã hứa ở đâu? Nó chỉ hoạt động sau 60 km / h, và diện tích chiếu sáng gần như tăng gấp đôi – lên tới sáu trăm mét! Nó chỉ phát sáng cùng lúc…không hẳn là tia laser.

Có đèn pha ô tô, dầu, rồi axetylen, rồi sợi đốt, rồi xả khí và đèn LED. Bây giờ có tia laser! Chúng xuất hiện trên BMW i8 và Audi R8 LMX gần như cùng lúc. Thư LMX – để vinh danh Le Mans. Rốt cuộc, chiếc Audi Fireball chiến thắng năm nay đã lần đầu tiên được trang bị hệ thống quang học “laser” và giờ đây phiên bản sản xuất của họ đã được đưa lên phiên bản “Le Mans” của R8.

Chỉ 99 chiếc coupe này sẽ được bán ra, không giống như phiên bản sản xuất của V10 plus (GB số 19, 2013), với động cơ tăng áp (570 mã lực thay vì 550 mã lực), các bộ phận thân xe bằng sợi carbon (cánh lướt gió, cánh gió sau, vỏ gương chiếu hậu, v.v.). . ) để phân biệt v.v.), thuộc tính thể thao và màu xanh đặc biệt bên trong cabin. Tại Đức, Audi R8 LMX có giá 210.000 euro, cao hơn 35.000 euro so với phiên bản gốc của V10 plus. Khoảng một nửa phí bảo hiểm – chỉ dành cho đèn “laser”!

Nói tóm lại, nó là một máy phát lượng tử tạo ra bức xạ miền ánh sáng có tính đơn sắc và kết hợp mà các nguồn sáng khác không thể đạt được.

Tính đơn sắc, tính không đổi màu của chùm tia, là kết quả của bước sóng cố định. Nghĩa là, chùm tia laser có thể có màu đỏ, xanh lam hoặc… nhưng không phải màu trắng, vì ánh sáng trắng cần thiết để chiếu sáng đường là ánh sáng tiêu sắc. Ánh sáng trắng không có bước sóng riêng và được tạo ra bằng cách trộn ít nhất ba tia sáng đơn sắc (như đỏ, lục và lam – giống như ống hình tivi).

Và sự kết hợp là sự đồng bộ của các dao động sóng ở những vị trí và thời gian khác nhau trong không gian. Hãy nghĩ về một con trỏ laser chạy bằng pin thông thường. Công suất của tia laser này không quá 5 miliwatt, nhưng phạm vi của chùm tia chỉ vài km và chỉ nhìn thấy một điểm chiếu sáng nhỏ trên bề mặt “đường ngắm”.

Đèn pha ô tô yêu cầu nguồn sáng khuếch tán và sử dụng camera phía trước để chiếu sáng không gian rộng lớn!

Đồng thời, con trỏ laser rẻ tiền cũng gây nguy hiểm cho mắt: chùm tia tập trung vào một điểm duy nhất có thể gây tổn hại không thể phục hồi cho các tế bào võng mạc. Và khi cường độ tăng lên, da và thậm chí cả các chất vô cơ đều rơi vào “nhóm nguy cơ”.

Audi R8 LMX có tia laser trong đèn pha, nhưng chùm tia của chúng không vượt ra ngoài thân xe! Bạn có thấy phần ánh sáng “laser” không? cô ấy là! Nòng súng laser phốt pho (được biểu thị bằng mũi tên) có đường kính chỉ 2 cm và được bao phủ bởi các cửa chớp siêu nhỏ mở ra theo lệnh từ bộ phận điện tử khi nó được bật

Trước hết, quang học đầu ở đây chủ yếu là đèn LED: nguồn sáng bán dẫn chịu trách nhiệm cho chùm sáng thấp và cao. Tuy nhiên, mỗi đèn pha cũng chứa bốn điốt laze nhỏ, mỗi điốt có công suất 1,6 W (có ba điốt như vậy trong đèn pha BMW i8 – đây là điểm khác biệt cơ bản duy nhất với Audi). Tia laser tạo ra chùm tia mỏng, phát ra màu xanh lam (bước sóng – 450 nm). Với sự trợ giúp của thấu kính, những tia sáng này tập trung lại với nhau và… rơi vào chất lân quang – một tấm chất lân quang màu vàng có diện tích 0,5×0,5 mm. Đây là nguồn ánh sáng thực sự! Nó hấp thụ năng lượng của bức xạ laser và phát ra chùm tia gần như trắng (nhiệt độ màu – 5500 K), chiếu xuống đường thông qua hệ thống phản xạ.

Hệ thống an toàn đa cấp bảo vệ đầu ra của chùm tia laser “sạch”, tắt nguồn trong trường hợp có hư hỏng nhỏ nhất hoặc trường hợp khẩn cấp “nghi ngờ”. Hệ thống này còn bao gồm cả vỏ đèn pha.

Nói cách khác, tia laser ở đây chỉ là một nguồn năng lượng, gọi loại tia laser đèn pha này là phốt pho thì đúng hơn. Nếu bạn cho rằng bộ phận “laser” chỉ tự động kết nối với đèn LED sau 60 km/h thì… ồ, tội nghiệp Osram? Nhưng ngày nay ai quan tâm đến tính đúng đắn về mặt kỹ thuật? Họ không gọi những đèn pha này là “LED laze lân quang”. Dài và tối. Bạn nói “laser” – wow hiệu quả là có!

Chuyên gia chiếu sáng của Audi, Stefan Berlitz cho biết, không còn nghi ngờ gì nữa, Matrix là ngày hôm nay.

Ông Berlitz đề cập đến hệ thống quang học Audi Matrix LED được lắp đặt trên Audi A8, chẳng hạn (GB số 21, 2013): 25 đèn LED hiệu suất cao, được điều khiển bằng máy tính sẽ tự động điều chỉnh hình dạng của chùm sáng, từ đó ngăn ngừa những trường hợp vô tình của người lái xe ngược chiều. Bị lóa mắt. Laser lân quang không thể làm được điều này. Nhưng nó đạt tới 500-600 mét! Với đèn pha LED tiêu chuẩn của Audi R8, tầm hoạt động chỉ khoảng 300 m.

Tuy nhiên, đèn ma trận LED của Mercedes CLS cập nhật (GB No. 15-16, 2014) “Pass” chỉ chiếu sáng một chút bên dưới đèn pha laser của Audi ở khoảng cách 485 m.

Stefan Berlitz giải thích: “Chúng tôi và các đồng nghiệp của chúng tôi tại Mercedes đã học được cách chế tạo đèn pha LED tốt. Tuy nhiên, ‘đèn laser’ trước đây chỉ có thể đạt được phạm vi hoạt động và kích thước thu nhỏ. Nhưng chúng tôi mới bắt đầu nghiên cứu nó và nó sẽ trở nên thú vị hơn rất nhiều!

không còn nghi ngờ gì nữa. Xét cho cùng, đèn pha xenon ban đầu cực kỳ đắt tiền, và bây giờ thì đó là ngày hôm qua. Tương lai là đèn LED hoặc phốt pho. Hoàn toàn – sáng sủa.

Một công ty khác đang phát triển hệ thống chiếu sáng mới và lắp đặt chúng trên các mẫu xe của mình là Audi. Những chiếc xe đầu tiên sử dụng tia laser là những chiếc concept R18 E-tron Quattro và Sport Quattro Laserlight được đặt tên phù hợp. Mẫu xe Audi đầu tiên kể từ năm 2011 có đèn pha mới hiện đã có mặt trên thị trường. Đèn chiếu sáng của chúng chỉ kích hoạt khi tốc độ vượt quá 60 km một giờ. Những thiết bị như vậy là cần thiết để không làm chói mắt những người lái xe và người đi bộ khác trong thành phố – đèn pha chỉ hoạt động trên đường cao tốc hoặc bên ngoài thành phố. Thời gian còn lại, đường phố được thắp sáng bằng đèn LED truyền thống. Mỗi đèn pha laser được trang bị bốn điốt mạnh mẽ với chiều rộng quang thông 300 micron. Hệ thống tạo ra chùm tia màu xanh lam có bước sóng 450 nanomet và chuyển nó thành ánh sáng trắng có nhiệt độ màu 5500 Kelvin. Những dòng suối như vậy gần với ánh nắng tự nhiên nhất nên mắt bạn sẽ không bị mỏi khi ra đường. Phạm vi chiếu sáng là 500 mét.

Đèn laser của Audi lần đầu tiên được đưa vào thử nghiệm thực tế trên xe đua R18 E-tron Quattro. Chiếc xe đã tham gia các cuộc đua sức bền. Hệ thống laser được phát triển bởi Osram, một bộ phận của bộ phận Tia sét đặc biệt. Audi không hề ngạc nhiên trước thực tế là hệ thống chiếu sáng đắt tiền làm tăng đáng kể giá thành của R18 E-tron Quattro – chiếc xe đã có sẵn để mua vào năm 2016. Nhà sản xuất đã quyết định rằng những lợi ích thu được không chỉ đối với người lái xe mà còn đối với những người tham gia khác trong hệ thống đồng hồ là xứng đáng với số tiền bỏ ra. Đồng thời, xe chỉ được trang bị đèn pha laser ở phía sau (một tính năng nguyên bản của mẫu xe này).

Ngoài ra, Audi còn xuất hiện vào năm 2014 với tên gọi R8 LMX. Đây là mẫu coupe thể thao phiên bản giới hạn với số lượng bán ra là 99 chiếc.

Chiếc xe sản xuất hàng ngày đầu tiên được trang bị đèn pha laser là BMW i8. Tính đến năm 2016, giá của mẫu xe này đã vượt quá 10 triệu rúp. Công ty tuyên bố rằng công nghệ này tạo ra chùm tia dài khoảng 600 mét và tiết kiệm năng lượng hơn 30% so với hệ thống đèn LED.

Ngoài ra, những tin đồn gần đây cho thấy BMW sẽ sản xuất xe máy được trang bị đèn laser. Chúng sẽ được phát hành bắt đầu từ năm 2011. Chiếc xe máy đầu tiên được trang bị những trang bị như vậy là Luxus K1600GLT CES. Chữ viết tắt cuối cùng trong tên là viết tắt của Consumer Electronics Show – một triển lãm công nghệ điện tử nơi trưng bày các mẫu mã.

Hệ thống chiếu sáng này lần đầu tiên được lắp đặt trên ô tô vào năm 2011. Chiếc xe này là một chiếc BMW i8. Chiếc xe thể thao được trang bị 12 chùm tia laze màu xanh lam – ba chùm ở mỗi phần đèn pha.

Công nghệ này dựa trên nguyên tắc phân tán, đạt được thông qua việc sử dụng một loại hóa chất đặc biệt – phốt pho màu vàng – lấp đầy khoang đèn pha. Về mặt kỹ thuật, tia laser chỉ được sử dụng làm nguồn sáng – nếu nó là nền tảng của hệ thống và không có sự tán xạ, đèn chiếu sáng sẽ phát ra chùm tia tập trung. Do sự phân bố sóng nên thiết bị có thể được sử dụng làm thiết bị chiếu sáng. Đèn pha có máy phát laser này không làm chói mắt những người tham gia giao thông và người đi bộ khác nhưng vẫn thực hiện được nhiệm vụ của mình. Ví dụ, điều đáng chú ý về công nghệ của BMW là nguồn sáng tạo ra chùm tia màu xanh đi qua các phần tử hình khối chứa đầy phốt pho. Gần như ngay lập tức, ánh sáng chuyển sang ánh sáng trắng sáng, khuếch tán – đèn pha mạnh hơn nhiều lần so với các loại đèn pha khác có cùng mức tiêu thụ năng lượng. Hiệu quả đạt được nhờ gương phản chiếu được thiết kế đặc biệt giúp tập trung khoảng 99,95% lưu lượng giao thông đi đúng hướng – trên đường phía trước xe.

Laser được biết đến với khả năng làm mù mắt con người và thậm chí làm hỏng các bề mặt khác nhau bằng chùm tia định hướng của chúng – đó là lý do tại sao có rất nhiều tranh cãi và hoài nghi xung quanh công nghệ này khi nói đến đèn pha ô tô. Tuy nhiên, việc chiếu sáng như vậy không có hại gì, vì dòng điện tập trung chỉ được sử dụng để “đánh lửa” – chỉ có dòng điện phân tán bởi phốt pho màu vàng rơi xuống đường phố. Vì vậy, đèn laser tuyệt đối an toàn và vô hại. Chúng không gây thương tích, mù lòa hoặc thiệt hại. Nếu xe va chạm và hệ thống quang học bị hỏng, hệ thống laser sẽ tự động tắt. Ánh sáng không thể bị tán xạ, có nghĩa là thiết bị không thể gây hại cho bất kỳ ai.

Đây là cách hoạt động của hệ thống quang học đầu của cùng một chiếc BMW i8: hai đèn pha bao gồm hai phần tử, mỗi phần có ba tia laze và ánh sáng lần lượt chiếu vào một tấm gương nhỏ và sau đó bị lệch vào thấu kính. Dưới tác dụng của phốt pho vàng, làn nước trong xanh chuyển sang màu trắng ở nhiệt độ khoảng 5.500 Kelvin – kết quả gần nhất với ánh sáng tự nhiên mà các kỹ sư đã đạt được. Nhiệt độ màu này cho phép đèn pha laser không làm mỏi mắt người lái xe và những người tham gia khác bằng ánh sáng của chính họ. Sau khi phản xạ, ánh sáng bị lệch 180 độ so với nguồn và truyền tới đường ở dạng khuếch tán. Cấu hình này chỉ là một trong nhiều cấu hình chấp nhận được nên thực tế có rất nhiều lựa chọn cho đèn pha laser.

Toàn bộ công suất của những đèn pha này mang lại ánh sáng tối đa có thể mạnh hơn hàng nghìn lần so với ánh sáng do hệ thống đi-ốt tạo ra. Tuy nhiên, nguồn laser chỉ được sử dụng ở mức một nửa công suất – điều này là cần thiết để tiết kiệm năng lượng vì ô tô có mức tiêu thụ điện năng rất cao. Đồng thời, tuổi thọ của đèn pha thế hệ mới tương đương với đèn LED – 10.000 giờ.

So sánh công nghệ hiện đại này với những công nghệ quen thuộc – đèn sợi đốt, halogen, xenon và LED (diode), có thể thấy nhiều điểm khác biệt. Máy laser tự động có một số ưu điểm xuất phát từ các đặc tính của hệ thống: tính kết hợp, tính đơn sắc, cường độ bức xạ, v.v. Ưu điểm so với đèn “bình thường”:

Nguồn laser tạo ra chùm tia tập trung hầu như không lan truyền (không tán xạ). Điều này cho phép bạn điều khiển chùm tia và chiếu sáng các khu vực cụ thể.
Cường độ phát sáng của chùm tia này gấp mười lần so với các nguồn sáng halogen, xenon và diode. Phạm vi phát xạ của quang học laser là khoảng 600 mét, trong khi phạm vi “bình thường” không quá 300 mét, phổ biến hơn là 200 mét. Đồng thời, ở khoảng cách ngắn (nơi đèn chiếu gần hoạt động – 60-85 mét phía trước máy), hệ thống không bị chặn – ánh sáng được chiếu chính xác và nếu có người ở gần, ánh sáng phía trước sẽ chiếu sáng của máy đã tắt. Chính các phần tử “cần thiết” sẽ bị vô hiệu hóa trong vùng lớp phủ nơi đặt đối tượng.
Hệ thống laser tiêu thụ ít năng lượng hơn 30% và tạo ra lượng ánh sáng tương tự.
Những đèn pha này là loại nhỏ gọn nhất trong số tất cả các đèn pha hiện có tính đến năm 2016. Diện tích bức xạ của chùm tia nhỏ hơn 100 lần so với điốt truyền thống. Với công suất phát sáng tương tự, tia laser yêu cầu đường kính phản xạ là 30 mm, trong khi đèn xenon và halogen yêu cầu đường kính phản xạ lần lượt là 70 và 120 mm. Tính năng này cho phép bạn làm cho đèn pha hiện đại trở nên nhỏ gọn mà không làm giảm hiệu quả. Trên BMW i8, đèn phản quang đã giảm từ 9 cm xuống dưới 3 cm – hiện tại, các nhà thiết kế và kỹ sư sẽ không giảm kích thước thêm nữa nhưng vẫn có cơ hội để làm điều đó.

Vì vậy, laser đầu luôn được sử dụng kết hợp với các thiết bị điện tử phức tạp và mạnh mẽ. Thiết bị cho phép bạn vô hiệu hóa một phần bức xạ của đèn pha, tùy thuộc vào việc vật thể có nằm trong “trường nhìn” hay không, khoảng cách và vị trí của nó. Hệ thống laser giúp chiếu sáng an toàn hơn và thoải mái hơn cho tất cả người tham gia giao thông và người đi bộ.

Mặc dù chi phí sản xuất và doanh thu cao, hệ thống quang học này đã thu hút được sự quan tâm của nhiều người lái xe. Thật không may, hệ thống quang học laser (đèn pha hoặc đèn chiếu hậu) không được bán vào năm 2016. Mặc dù một số công ty toàn cầu đã hoạt động trong lĩnh vực này được vài năm, nhưng bạn chỉ có thể có được hệ thống như vậy bằng cách mua một trong số ít ô tô hiện có được trang bị hệ thống chiếu sáng như vậy.

Mẫu xe này là siêu xe hybrid đầu tiên của công ty và là chiếc xe sản xuất hàng loạt đầu tiên có đèn pha laser. Phiên bản sản xuất sẽ được giới thiệu tại IAA ở Frankfurt vào mùa thu năm 2013. Trong khi đó, mẫu concept i8 đã được giới thiệu tới người lái xe vào năm 2009. BMW tuyên bố siêu xe là mẫu xe mang tính cách mạng cho ngành công nghiệp ô tô: dịch vụ trực tiếp cho công ty, mẫu xe và ngành công nghiệp quang học ô tô. BMW là chiếc xe đầu tiên trong lịch sử ngành sử dụng đèn pha laser. Chi phí của mô hình này vượt quá 10.000.000 rúp.

Thiết kế của i8 khá khác thường – vẻ ngoài tương lai của mẫu xe thật so với bản concept đã giúp chiếc xe trở nên khác biệt ngay cả với những “bạn cùng trường” của nó. Cơ thể có những đường cong và đường nét mượt mà. Giống như tất cả các mẫu xe BMW, i8 có nội thất và ngoại thất tiện dụng và tiện dụng. Hệ số cản của thân xe là 0,26.

Hệ thống hybrid của xe gồm một động cơ xăng 1,5 lít và hai động cơ điện (một động cơ duy nhất để khởi động), có tổng dung tích 362 lít. Tốc độ tối đa chỉ là 120 km/h ở chế độ chạy điện và 250 km/h ở chế độ hybrid. Tăng tốc lên hàng trăm mất 4,4 giây. I8 đi kèm với hộp số robot 6 cấp.

Mẫu xe đua này là sự tiếp nối của mẫu xe cổ điển Audi ra mắt năm 1980 và R15 TDI thế hệ tiếp theo. R18 E-tron có nhiều tính năng so với các mẫu xe trước đó. Đầu tiên, đây là hệ thống quang học laser ở mặt sau. Đèn pha chứa đầy phốt pho màu vàng, hệ thống làm việc giống như những chiếc xe khác. Hệ thống quang học đầu của R18 E-tron Quattro tiếp tục bao gồm các nguồn sáng LED.

Động cơ của mẫu xe mới là loại V6 TDI với tăng áp điện và nó cũng có hệ thống cải tiến để lưu trữ nhiệt trong khí thải và chuyển hóa thành năng lượng cho máy. Trong quá trình phát triển R18, các kỹ sư đã bỏ loại thiết bị thứ hai này vì nó không cải thiện được hiệu quả.

Tính khí động học của Audi mới đã được cải thiện đáng kể. Lý do là chiều rộng đã giảm đi 10 cm. Xe nguyên khối có thêm vật liệu sẽ bền hơn. Hệ thống treo và bảo vệ va chạm cũng đã được thêm vào.

Về đèn pha laser, Audi cho biết hệ thống này là cột mốc mới trong quá trình phát triển của sự kiện Le Mans. Vì vậy, hãng tin rằng những đèn pha này sẽ cải thiện điều kiện đua xe.

Dòng Quattro là dòng xe đua và xe đường trường được sản xuất tại Đức. Mẫu đầu tiên của dòng sản phẩm này xuất hiện vào năm 1980 – nó được sản xuất cho đến năm 1991. Năm 1977, một kỹ sư của công ty nảy ra ý tưởng về dây chuyền sản xuất.

Mẫu concept Audi Quattro Sport – tiền thân của biến thể Laserlight mà phiên bản này dựa trên – đã được ra mắt vào năm 2013 và được giới thiệu tại Frankfurt để đánh dấu kỷ niệm 30 năm của dòng xe này. Mẫu xe này nhận được các đường gân cứng mới cũng như đèn pha góc cạnh với nguồn sáng đi-ốt. Ngoài ra, Quattro Sport còn có cánh lướt gió dưới cửa sổ phía sau, đèn hậu hình chữ nhật, bánh xe 21 inch và phanh gốm carbon. Bên trong Laserlight tiền nhiệm, bạn sẽ tìm thấy vô lăng thể thao đa chức năng, 2 màn hình 3D và điều hòa nhiệt độ. Chắn bùn và cửa xe được làm bằng nhôm, trong khi mui xe và các bộ phận khác của thân xe được làm bằng polymer.

Trục trước của Quattro Sport có năm bộ phận hỗ trợ ở mỗi bánh và trục sau được trang bị liên kết lái hình thang. Nó được trang bị động cơ nhiên liệu 4 lít và động cơ điện công suất 552 mã lực và 148 mã lực. Xe tăng tốc lên hàng trăm trong 3,7 giây và đạt tốc độ tối đa 305 km/h.

Phiên bản Laserlight dựa trên Quattro Sport “bình thường” với thiết kế đèn pha đặc biệt. Trong trường hợp này, chùm tia thấp được cung cấp bởi một diode.

Mẫu xe này là phản ứng của BMW đối với việc đưa đèn pha laser vào sản xuất. Audi R18 E-tron Quattro và Quattro Sport Laserlight là những nguyên mẫu dành cho xe đua và R8 LMX đã được ra mắt (mặc dù chỉ có 99 chiếc). Chiếc xe được thiết kế để mang lại ánh sáng cho đại chúng và hệ thống chiếu sáng của nó là một trong những tính năng thú vị nhất của chiếc xe, theo đúng nghĩa đen.

Ý nghĩ đầu tiên của Audi là làm thế nào để trang bị đèn pha laser cho ô tô của mình. Họ bắt đầu tạo ra chúng trước BMW và điều đáng nói là BMW là hãng đầu tiên đưa những hệ thống quang học này ra phạm vi công cộng. Đèn pha laser R8 LMX bao gồm các bộ phận sau: đèn lái, đi-ốt chính (chùm sáng thấp), đèn chiếu sáng bên, chùm sáng cao bổ sung, máy phát laser nhỏ và thanh đèn LED bên. Thiết lập đèn pha LMX giống như i8, nhưng Audi có thêm 1 thành phần cho mỗi phần – 4 so với BMW 3. Bất chấp điều đó, ánh sáng từ tất cả các nguồn đều bị giảm xuống thành một tia thông thường và được áp dụng cho một lớp đặc biệt để chuyển hướng ánh sáng xanh, “sơn” nó thành một màu sáng hơn gần với màu trắng hơn.

Tia laser bật ở tốc độ cao và kích hoạt sau 60 km một giờ. Ánh sáng chiếu về phía trước 500 mét – một khoảng cách lớn hơn nhiều so với hầu hết các đoạn đường bằng phẳng không có lối rẽ. Vì vậy, hệ thống chiếu sáng này thậm chí có thể quá mạnh.

Việc sửa đổi R8 sử dụng tia laser không phải là một mẫu hoàn toàn mới nên nó có các thành phần từ phiên bản tiền nhiệm. Đây là động cơ 5,2 lít (mặc dù đã tăng công suất bắt buộc từ 550 lên 570 mã lực) và hộp số tự động (chúng không còn phù hợp với “thợ máy”). Nhìn bề ngoài, chiếc xe cũng phù hợp với mẫu xe tiền nhiệm và ý tưởng tổng thể của Audi.

Mẫu coupe Đức ra mắt năm 2015 với hệ thống đèn hiện đại. BMW đã quyết định không trang bị hệ thống quang học laser cho các mẫu xe của mình và đang chuẩn bị tung ra phiên bản mới của M4 (phiên bản tiền nhiệm của nó đã ra mắt vào năm 2013). Chiếc xe gần như giống hệt nếu không có tùy chọn đèn pha hiện đại.

Thiết kế của M4 với đèn pha laser tương ứng với khuôn mẫu trên toàn bộ dây chuyền sản xuất. Cản trước thể thao và thêm rãnh cho bánh xe 18 inch có chiều rộng khác nhau mang lại cho chiếc xe vẻ ngoài “cơ bắp”. Trọng tâm của M4 là sợi carbon nhẹ – cần thiết để cải thiện khả năng quản lý bằng cách giảm trọng lượng của máy.

Giống như BMW M3 thế hệ trước, thế hệ thứ 4 cũng được trang bị động cơ xăng tăng áp, dung tích 3 lít. Động cơ tạo ra công suất 431 mã lực. Mô-men xoắn được tăng thêm 25% so với phiên bản trước. Tiêu thụ nhiên liệu giảm một phần tư. Chiếc coupe đi kèm với một trong các hộp số – số sàn 6 cấp hoặc số tự động 7 cấp. Khung xe được điều chỉnh với sự tham gia của các chuyên gia và được trang bị bộ vi sai điện tử và thiết bị điện tử servo để đánh lái tốt hơn.

Đèn laser trong mẫu này được gắn dưới dạng đầu quang học. Trong các bức ảnh concept, bức xạ của chúng có màu xanh lam, nhưng BMW khẳng định ánh sáng gần giống với ánh sáng ban ngày. Khoảng cách tiêu điểm – 600 mét.

Ngoài BMW và Audi bắt đầu sử dụng đèn pha laser, Volkswagen là nhà sản xuất đầu tiên và duy nhất làm như vậy vào năm 2016. Đây là thế hệ thứ tám của Golf và các nhà thiết kế đang nghiên cứu một thiết kế hoàn toàn mới cho nó. Mẫu xe này dự kiến sẽ được ra mắt vào năm 2017. Đèn laser dự kiến sẽ chỉ được tích hợp vào các thiết bị đắt tiền nhất.

Người ta cho rằng Golf 8 sẽ được xây dựng trên nền tảng MQB được sử dụng trong Skoda Octavia và Seat Leon. Nhà sản xuất có thể không có phiên bản ba cửa vì nó không còn phổ biến ở các thế hệ gần đây. Hệ thống thông tin điều khiển bằng cử chỉ sẽ được lắp đặt trong cabin.

Ngoại hình của mẫu xe mới sẽ có mặt trước hầm hố hơn và các đường nét sắc sảo. Có kế hoạch lắp đèn chạy ban ngày trên cản trước. Sự ra mắt thế hệ thứ tám của Volkswagen Golf diễn ra vào năm 2016.

Ngay cả hệ thống quang học laser cũng gây ấn tượng với kích thước nhỏ gọn của chúng. Những đặc điểm này và các đặc điểm khác (độ sáng, mức tiêu thụ năng lượng và độ chính xác của hướng chùm tia) đã được cải thiện, giúp tạo ra các nguồn sáng rất hiệu quả và thuận tiện. Các công nghệ liên quan cũng đang phát triển. Ví dụ: một hệ thống có thể theo dõi các vật thể trong vùng phủ sóng và điều chỉnh nó để tránh làm chói mắt mọi người bằng cách chiếu ánh sáng vào chúng. Hệ thống laser có lợi cho cả chủ phương tiện và những người tham gia chuyển động khác (người lái xe và người đi bộ).

Hệ thống chiếu sáng ô tô đang di chuyển theo một hướng nhất định và hiếm khi thay đổi. Cho đến nay, hầu hết người lái xe đều đặc biệt quan tâm đến hệ thống quang học LED. Nó có nhiều lợi thế và chưa tìm được giải pháp thay thế cho phân khúc này. Mặc dù vậy, sự phát triển công nghệ không đứng yên và một khái niệm hoàn toàn khác về sự phát quang đang dần trở nên phổ biến. Những đèn pha laser này về cơ bản mang lại những phẩm chất mới cho tổ chức hỗ trợ quang học của ô tô hiện đại.

Trong khi các nguồn sáng ô tô truyền thống như bóng đèn sợi đốt và đèn LED tiêu chuẩn cung cấp một số bức xạ động thì tia laser tạo ra sự tán xạ đơn sắc và kết hợp. Điều này chủ yếu là do những lợi thế của công nghệ. Tuy nhiên, thiết kế cũng dựa trên điốt, đó là yếu tố giúp đèn pha laser hoạt động. Nguyên lý hoạt động của loại quang này dựa trên thực tế là tia laser không phải là nguồn chiếu sáng mà là một phần tử cung cấp năng lượng. Ba điốt phát sáng chứa phốt pho vẫn có nhiệm vụ phát ra ánh sáng. Với sự hỗ trợ của tia laser, nhóm tạo thành chùm tia với các thông số cần thiết.

Khi đèn pha hoạt động, các nguyên tử của vật liệu hoạt động sẽ tiêu thụ năng lượng và phát ra các photon ở lối ra. Đặc biệt, đèn sợi đốt cổ điển có chứa dây tóc vonfram phát ra ánh sáng khi đun nóng bằng điện. Những thay đổi về mức tiêu thụ năng lượng dẫn đến đèn pha laser có khả năng cung cấp năng lượng gấp 10 lần so với tiềm năng

Công nghệ mới mang lại một số lợi thế trong quang học ô tô. Như đã đề cập, đèn pha này được hưởng lợi từ hiệu suất ngay cả trong xenon hiện đại. Người tiêu dùng xác nhận điều này. Thực tiễn đã chỉ ra rằng công suất của hệ thống laser gấp nhiều lần so với đèn halogen và đèn LED truyền thống. Tính toán chính xác hơn cho thấy đèn pha laser có thể hoạt động ở khoảng cách 600 m phía trước. Để so sánh: tiềm năng tối đa của dầm cao thông thường có thể đạt tới 400m.

Nhưng ưu điểm chính của laser thậm chí không nằm ở các đặc tính vận hành cơ bản. Do nguyên lý làm việc đặc biệt nên nguồn sáng như vậy giúp việc điều khiển chùm tia trở nên dễ dàng hơn. Đặc biệt một số ít người dùng có thể dùng thử hệ thống điều khiển laser động thông minh mới nhất. Tuy nhiên, hướng phát triển này trong quang học mở ra nhiều khả năng mới cho các chuyên gia. Chỉ cần nói rằng, tia laser trong những chiếc ô tô mới nhất của Đức đã làm nổi bật khả năng phun chùm tia điểm. Bằng cách này, hệ thống sẽ tự động theo dõi các khu vực nguy hiểm và thu hút sự chú ý của người lái xe.

Có hai loại nhà sản xuất đèn pha laser. Một mặt, những công nghệ này đương nhiên được các nhà sản xuất ô tô trực tiếp kiểm soát. Audi và BMW là minh chứng cho sự phát triển thành công nhất trong lĩnh vực này. Thật vậy, quang học laser hiếm khi được sử dụng trong các mô hình chất lượng. Họ thường mua những thiết bị như vậy như một giải pháp tùy chọn. Mặt khác, đèn pha laser được sản xuất bởi các nhà phát triển công nghệ LED tiên tiến. Điều đáng nói là các công ty như Philips, Osram và Hella, những công ty chiếm vị trí dẫn đầu trong những phát triển mới nhất. Điều thú vị ở hai loại công ty này là chúng chiếm lĩnh các phân khúc thị trường có tính chuyên môn hóa cao và thúc đẩy các giải pháp công nghệ độc đáo.

Không còn nghi ngờ gì nữa, đèn pha laser với các đặc tính nêu trên đã được sản xuất hoàn chỉnh, tuy nhiên, việc đưa một phần loại điốt này vào hệ thống quang học ô tô có thể mang lại kết quả khả quan. Do đó, nhiều chuyên gia tại nhà đưa ra công nghệ chế tạo con trỏ laser cho đèn pha, cơ sở của công nghệ này là một diode từ ổ đĩa DVD-RW. Tia laser được tích hợp vào hốc đèn phanh hoặc chùm tia được hiệu chỉnh bằng phương pháp hàn nguội. Để giới hạn độ dài của luồng, bạn có thể áp dụng mẫu sẽ lặp lại hình dạng chùm tia mong muốn. Do đó, bạn nên quyết định những đặc tính mà đèn pha laser của bạn nên có trước khi bắt đầu sản xuất. Với bàn tay của chính mình, bạn có thể tạo một đế chỉnh sửa từ bìa cứng, để lại một cửa sổ có kích thước phù hợp. Nếu tầm ném dự định là 4 m, đèn pha thường được sản xuất với cường độ chùm sáng là 1,5 m.

Quá trình triển khai tích cực các hệ thống thông minh đang diễn ra trong nhiều lĩnh vực cải tiến công nghệ ô tô. Cấu hình quang học cũng đã được phát triển trong thời hiện đại, đặc biệt chú ý đến các tính chất cơ bản của sự truyền ánh sáng. Đèn LED tiêu chuẩn đã đạt được các đặc tính bức xạ tối ưu. Ngược lại, đèn pha laser cho phép các nhà phát triển nắm vững các nguyên tắc mới về kiểm soát ánh sáng, bên cạnh việc cải thiện các đặc tính hoạt động của quang học. Chưa được sản xuất hàng loạt, nhưng lấy ví dụ về một chiếc máy ý tưởng, các công ty hàng đầu sẽ trưng bày những ví dụ ấn tượng về tự động hóa đèn pha laser.