Как работают лазерные фары, плюсы и минусы современной оптики в авто
К источникам света головных прожекторов автомобиля предъявляется масса требований, во многом противоречивых. Это и дальность освещения, и безопасность для встречных водителей, и экономичность по потребляемой мощности, и низкая цена. Отсюда появляется разнообразие принципов преобразования электрической энергии в видимый свет.
Здесь уходящие в прошлое лампы накаливания (галогенки), газоразрядные источники (ксенон), светодиоды и даже лазеры.
Последние обладают заметным преимуществом по эффективности – теоретически лазер является самым экономичным излучателем, поскольку светит строго на одной длине волны, не отвлекаясь в невидимые глазом паразитные диапазоны. Но реально всё очень непросто.
Какие фары называются лазерными
Невозможно использовать лазерный луч для прямого освещения дороги. Это связано именно с самим принципом его работы.
Лазеры создают строго монохромное излучение, то есть генерируют высокочастотные электромагнитные колебания на одной дискретной волне. Причем еще и фазированные, в физике это называют когерентным излучением.
Человек воспринимает это как четко определенный цвет, если конечно прибор генерирует в видимом диапазоне. Бывают лучи выше и ниже по частоте, зрением в инфракрасном или рентгеновском спектре мы не обладаем.
Для создания привычного белого света энергию лазерного луча приходится преобразовывать, то есть в таких фарах лазер – лишь источник электромагнитной энергии, а не осветитель непосредственно. Никакие «гиперболоиды» темноту не прорезают.
Как они работают и светят
В реальных конструкциях, давно производящихся серийно, когерентное излучение энергетически накачивает специальные вещества, которые способны принимать излучение одной длины волны, передавая его наружу в ином спектре — это люминофоры.
Далее полученный белый свет можно разными способами сфокусировать, создать световой пучок, который и осветит дорогу.
За счет экономного использования энергии в первичном излучателе мощность можно поднять без потерь на тепловой диапазон. В результате дальнобойность фары намного возрастает.
Даже самые первые серийные образцы легко освещали рубеж в 600 метров от автомобиля в режиме дальнего света. Появились и иные возможности, все определяется конструктивом, который непрерывно развивается.
Устройство
Уже существует минимум два поколения лазерных фар. Первое представляет собой простую (относительно) подмену источника излучения на комбинацию набора твердотельных лазеров и люминофорного кристалла.
Свет исходит в систему отражения и фокусировки, после чего отправляется освещать дорогу. Так выполнен прожектор дальнего света. Кроме него в корпусе фары расположены обычные светодиодные блоки ближнего и противотуманного света.
Второе поколение располагает свойством адаптации. Для этого применено не одно зеркало, а множество более мелких, пиксельных.
Коммутируя их при помощи электронного блока, можно заставлять луч реагировать на дорожную обстановку, выделять важные объекты или выводить из освещения встречные автомобили, предотвращая ослепление.
Матричный принцип тот же, что и в соответствующих светодиодных головных источниках. Развитие идет по пути роста количества как излучающих твердотельных лазеров, так и элементов формирующей матрицы.
Плюсы и минусы лазерных фар
При использовании фар с лазерным источником дальнего света потребитель получает множество положительных и заметных изменений при единственном недостатке:
- возрастает яркость, а значит и дальнобойность головного освещения;
- потребляемая мощность не изменится, но использоваться эта энергия будет не на бесполезный нагрев в инфракрасном диапазоне, а исключительно для подсветки дороги на многие сотни метров;
- появляется возможность четко управлять распределением светового пучка по зонам, интенсивно подсвечивать обочину, дорожные знаки, пешеходов, при этом блокировать ослепление встречного транспорта;
- наиболее продвинутые источники способны выводить на дорожное полотно многоцветную картинку с полезной информацией, вплоть до графического представления.
Минус один – очень высокая цена. На серийных автомобилях эта опция обходится от десятка тысяч долларов и выше.
Соответственно цена приобретения новых фар, например, после ДТП, будет для многих неприемлемой. Впрочем, то же было с ксеноном и светодиодами. Цена снижается при массовом изготовлении.
Установка лазерных линз в фары авто
В продаже имеются линзовые модули для монтажа в серийные фары. Обычно они состоят из светодиодных блоков ближнего и противотуманного света, а также LED и лазерных блоков для дальнего.
Фокусировка осуществляется имеющейся в составе линзой, то есть рефлектор штатной фары не используется, что облегчает монтаж.
Установка состоит в разборе фары и переделки крепления имеющихся в её составе линзовых модулей под новый лазерный блок.
Важно обеспечить регулировку фары в нужном диапазоне, отвод тепла от модулей и лазеров, а также герметичность конструкции и правильность подключения.
Отсюда желательность проведения работы в специализированной мастерской по автосвету. Там лучше решат задачи по выбору модуля под конкретную машину, правильному и надежному монтажу в корпуса фар, а также грамотно и безопасно проделают электрические соединения и коммутацию.
Завершается процедура регулировкой пучков света ближнего и дальнего лучей.
Источник
Bi-Led линзы: зачем нужны и в чем их преимущества
Bi-Led линзы — разновидность автомобильной светотехники, ставшая популярной относительно недавно. Это один из самых простых и эффективных вариантов усовершенствовать оптику и улучшить освещение дороги. Линзы обеспечивают качественное свечение и равномерное распределение света по поверхности. Одна из основных особенностей — их спектр свечения приятен для восприятия глазами, поэтому Bi-Led не ослепляют водителей встречных авто.
Конструктивные особенности
ЛЕД линзы конструктивно состоят из следующих компонентов:
- Диоды — один или два. Источниками освещения являются полупроводники, позволяющие оптике функционировать в двух режимах — ближнего и дальнего освещения.
- Отражательный компонент. Благодаря ему обеспечивается необходимая направленность светового потока. Отражатель хорошо освещает дорожное полотно.
- Линза. Этот элемент в Bi-Led приборах используется для фокусировки. Благодаря линзе исключается рассеивание света.
- Корпус. Два основных требования, предъявляемые к нему, — прочность и герметичность. Для производства корпуса может использоваться металл или пластик. Прочная конструкция гарантирует защиту всех внутренних элементов Bi-Led линзы.
- Держатель. Используется для разделения стекла и отражательного устройства, обеспечивая необходимое расстояние между ними.
- Крепления. В эту группу входят все фурнитурные компоненты и детали, использующиеся для монтажа Bi-Led в фаре.
- Охладительная система. Вентилятор и радиатор используются для защиты линз от перегрева.
- Соленоид. Используется для перемещения шторки, за счет которой линза переключается из режима ближнего света в дальний и наоборот.
Чтобы Bi-Led устройство прослужило долго, каждый компонент конструкции должен быть качественным и надежным. Только это обеспечит безотказную работу оптики и обеспечит полноценное и эффективное освещение дороги.
Преимущества Bi-Led
Для таких линз характерны следующие достоинства:
- Экономичность. LED-устройства потребляют минимум энергии, благодаря чему исключается вероятность перерасхода горючего.
- Качественное охлаждение. Вероятность перегрева и негативных последствий, связанных с этим, исключается. Кроме того, температура горения светодиодов значительно ниже, по сравнению с тем же биксеноном. Если диоды разогреваются до 150–160 градусов, то ксенон может нагреваться до 450 °С.
- Компактность. Конструкция не предусматривает наличие блока розжига, а все рабочие компоненты размещаются в корпусе фары.
- Высокая яркость. Благодаря этому гарантируется безопасность движения ночью. Bi-Led образует четкую границу света и тени, поэтому при выполнении поворотов и других маневров обочина хорошо освещается. За счет этого минимизируется нагрузка на глаза и предотвращается самоослепление водителя.
- Быстрый старт. Диоды разгораются мгновенно. При включении оптики фары сразу начинают излучать яркий свет.
- Безопасность. Устройство подключается к бортовой сети авто и потребляет не более 12 вольт. LED-лампы полностью безопасны при эксплуатации и обслуживании.
- Длительность использования. В среднем ресурс эксплуатации Bi-Led линз составляет не менее 30 тысяч часов. Диоды невосприимчивы к воздействию вибраций и перепадам напряжения.
- Большой выбор. Рынок предлагает огромный ассортимент устройств, отличающихся как по стоимости, так и по характеристикам.
LED-линзы не требуют особого обслуживания, например, замены отражателей. Визуально устройство выглядит как собранный блок. Чтобы начать использовать Bi-Led, необходимо просто подключить линзы к сети, причем для установки не потребуется помощь специалистов.
Большинство производителей дает серьезную гарантию на свою продукцию — от 2 до 5 лет. Это указывает на высокое качество осветительных устройств. Вероятность эксплуатационного перегрева Bi-Led исключается. По сравнению с ксеноном, яркость Led-линз выше как минимум в два раза.
Источник
