Reflektory przyszłości: co nas czeka w technice oświetlenia?

Reflektory współczesnych samochodów to skomplikowane urządzenia techniczne, widać to choćby po światłach LED-owych działających w bardzo wyrafinowany sposób. Pojawia się pytanie, jak w kolejnych latach rozwinie się technika oświetleniowa?

Pewne jest, że wychwalane jeszcze nie tak dawno temu reflektory ksenonowe odchodzą w przeszłość. Dają wprawdzie całkiem mocne światło, ale to niejedyny parametr, który ma znaczenie. Chodzi o to, że ksenonowe reflektory nie są w stanie spełniać dodatkowych funkcji, a samo włączanie i wyłączanie świateł to dzisiaj za mało.

Co innego te z diodami LED – np. matrycowe, w których zależnie od sytuacji można automatycznie wygaszać część diod, by nie oślepiać innych uczestników ruchu. Zresztą możliwości diodowych reflektorów są niemal nieograniczone.

Przyszłość mają natomiast światła halogenowe. Specjaliści z firm Lumileds i Philips zakładają, że w 2020 roku połowa nowych samochodów osobowych w Europie będzie wyposażana w tego rodzaju światła; pozostałe auta będą miały LED-y. Można się też spodziewać, że reflektory diodowe staną się coraz powszechniejsze i będzie się je stosować również w samochodach niższych klas, oraz że zostaną wyposażone w nowe funkcje, a ich światło będzie można rozdzielać jeszcze bardziej precyzyjnie. Zastosowanie tego rodzaju reflektorów na dużą skalę w autach tańszych i popularnych jest o tyle ważne, że masowa produkcja pozwoli obniżyć koszty reflektorów LED-owych. W przeciwnym razie nowoczesne rozwiązania techniczne pozostaną domeną tylko najdroższych samochodów.

Rodzaje reflektorów LED

Obecnie istnieją trzy rodzaje reflektorów LED-owych. Pierwszy to matrycowe, które można uzupełnić laserem zapewniającym światło drogowe o zasięgu 600 metrów. Jednak fachowcy z branży twierdzą, że w przyszłości nie tyle będzie chodziło o zapewnienie jeszcze mocniejszego światła, ile o możliwość sterowania jego strumieniem i rozdzielenia go na jak najmniejsze wiązki. Dzięki temu poprzez migotanie lub odpowiednie skierowanie wiązki światła będzie można zwrócić uwagę kierowcy na ważne dla niego obiekty na drodze, z kolei inne obiekty będzie można pozostawić nieoświetlone lub skierować na nie przytłumione światło, żeby nie oślepić innych osób. Taki mechanizm musi działać w czasie rzeczywistym i musi być absolutnie niezawodny – ani kierowca ciężarówki nadjeżdżającej z przeciwka, ani pieszy na jezdni z pewnością nie zaakceptują nagłego porażenia ich wyjątkowo silnym strumieniem światła reflektorów LED-owych.

Drugi rodzaj to reflektory korzystające ze światła pikselowego o dużej rozdzielczości. Podobnie jak w matrycowych wiązka światła jest w nich rozdzielana na wiele mniejszych pojedynczych wiązek – w stosowanych teraz przez Mercedesa reflektorach 84-pikselowych są to równo 84 wiązki w każdym reflektorze. Ale na tym bynajmniej nie kończą się ich możliwości. Najwyższą formą są reflektory rozdzielające światło na miliony pikseli, tzw. Digital Light (cyfrowe światło), które będą stosowane w nowej Klasie S Maybach.

Milion luster - strumieniem diodowego światła można bardzo precyzyjnie sterować za pomocą ruchomych mikroluster

Światło wytwarzane przez diody o wysokiej wydajności odbija się od miliona malutkich luster, przechodzi przez soczewkę i jest emitowane na zewnątrz. Każde z tych w zasadzie nic nie ważących luster może zmieniać swoje ustawienie, dzięki czemu da się bardzo precyzyjnie sterować strumieniem cyfrowego światła. Można na przykład dzięki niemu 100 metrów przed samochodem pozostawić na asfalcie nieoświetloną linię o szerokości 2,5 cm. Dla porównania: w wypadku światła 84-pikselowego taki zaciemniony obszar może mieć powierzchnię 1,8 na 2,4 metra.

Możliwości cyfrowych świateł wykorzystujących chip DMD z mikrolusterkami opracowany przez firmę Texas Instruments są ogromne. Również Audi zamierza w przyszłości sięgnąć po tę technologię i wykorzystać ją w światłach LED nowej generacji, czyli w projekcyjnych reflektorach matrycowych, których efektywność ma być taka, jak Digital Lights Mercedesa. Teoretycznie chip DMD może działać także z jeszcze jaśniejszym światłem laserowym, ale dzisiaj taka technologia byłaby zbyt skomplikowana i za droga. Jest jeszcze trzeci rodzaj reflektorów LED. Konsorcjum, w którego skład wchodzą Hella, Porsche i Merck pracuje nad reflektorami LCD-LED. Także one działają na zasadzie rozdziału strumienia światła. Światło emitowane przez diody przechodzi przez filtry polaryzacyjne i pada na ekran LCD, który jego strumieniowi może nadać dowolny kształt, a następnie po przepuszczeniu przez soczewkę projekcyjną wyświetlić na jezdni przed samochodem.

Wysoka rozdzielczość - Digital Light może wyświetlać na asfalcie informacje dla kierowcy

Również to rozwiązanie stwarza ogromne możliwości, jednak ekran LCD „połyka” tak wiele światła, że jego natężenie jest za małe, by dobrze oświetlić drogę. Choćby z tego powodu Porsche będzie jednak w przyszłości stosowało raczej reflektory LED-owe. Kolejną zaletą światła o wysokiej rozdzielczości jest możliwość nadawania mu różnych kształtów – na asfalcie przed pojazdem można dzięki temu wyświetlać graficzne wskazówki (np. nawigacji), ostrzeżenia czy animacje. Przyszłość należy więc do światła cyfrowego. I ta przyszłość już się zaczęła.

Światło laserowe - reflektory BMW i Audi wysyłają światło lasera na odległość 600 m

Zobacz także: co daje łączność 5G w samochodach?