Ми побували в абсолютно новому Центрі світлотехніки, побудованому на території головного підприємства Audi, і відвідали 120-метровий світловий тунель - найдовший в Європі з тих, за якими можна їздити на автомобілі.
Уявіть собі картину: ви підходите до пішохідного переходу і очікуєте, коли машини зупиняться, щоб пропустити вас. Автомобілі завмирають, і прямо на «зебрі» з'являється рухома стрілка, що запрошує вас перейти дорогу в цілковитій безпеці. Звідки береться це зображення? В дорогу вбудований захищений дисплей, на ліхтарному стовпі встановлено проектор?
Ні, анімація демонструється фарами автомобіля, який зупинився, щоб вас пропустити. Цю та багато інших перспективні технології «Популярною механіці» продемонстрували фахівці компанії Audi, які переконані: фари для автомобіля - що очі для людини, і засіб спілкування, і дзеркало душі.
Застосувавши пристрій з мікродзеркалах DMD, аналогічне використовуваним в відеопроекторах, інженери наділили лазерну фару практично безмежними можливостями, серед яких створення необмеженої кількості тіньових зон і проектування графіки на дорогу.
дорожній кінотеатр
Про те, як влаштовані лазерні фари, ми докладно писали в липні минулого року. Таким прожектором вже хизується нехай і рідкісний, але все ж серійний спорткар Audi R8 LMX. Чотири лазерних світлодіода діаметром всього 0,3 мм кожен формують єдиний монохромний синій промінь з довжиною хвилі 450 нм. Лазерний промінь не є джерелом світла, а служить лише постачальником енергії для фосфорного конвертера. Його флуоресціюючий склад випромінює видиме світло.
Переваги лазерних фар ми гідно оцінили в тунелі: їх ближнє світло буквально заливав все простір, в той час як світлодіодні фари лише виявляли обриси віддалених об'єктів в сутінках. Дальність дії лазерних фар вдвічі більше, ніж у традиційних аналогів, і може досягати 600 м. Важливо, що їх світло по колірній температурі (5500 К) максимально близький до денного, приємний для очей і не викликає втоми.
Очевидно, що такий потужний прожектор може застосовуватися лише спільно з автоматичною системою управління дальнім світлом: засліплення зустрічних водіїв через неуважність має бути повністю виключено. На Audi R8 LMX відеокамера постійно відстежує присутність зустрічного і попутного транспорту і при необхідності миттєво приглушує світло.
Створюючи перспективну технологію матрично-лазерних фар, інженери пішли далі і об'єднали конструкції лазерного прожектора і відеопроектора. Від останнього фарі дістався DMD (digital micromirror device) - пристрій з цифровими мікродзеркалах. Воно являє собою матрицю з сотень тисяч мікроскопічних дзеркал, кожне розміром в декілька сотих міліметра. Дзеркала кріпляться на напівпровідниковій підкладці-мікросхемі допомогою мікропетель. За допомогою електростатичного поля вони можуть повертатися на різні кути з частотою до 5000 разів в секунду, відображаючи більше або менше світла від фосфорного коректора в фокусуються лінзу.
Перетворивши фару в відеопроектор, інженери Audi вбили відразу двох зайців. По-перше, вони найкращим чином вирішили проблему засліплення інших учасників руху. Матрично-лазерна фара може створювати для них необмежену кількість тіньових зон, при цьому безперервно освітлюючи дорогу найяскравішим дальнім світлом.
Світлова сфера виготовлена за технологією об'ємної формування друкованих плат MID. Вона містить 52 інтегрованих світлодіода і всі необхідні провідники для харчування та управління ними. Також на фото OLED-пластини, світлові волокна, оптоволоконная тканину.
По-друге, DMD перетворює фару в засіб комунікації і допомоги водієві. Потужний лазерний дальнє світло потрібно тільки за містом на швидкостях понад 60 км / год. У місті ж він може служити підказкою. У вузьких місцях будівельних зон і тісних парковок фара може проектувати прямо на дорогу лінії габаритів машини, щоб було простіше співвіднести ширину кузова з наявним простором. У сутінках вона підсвітить дорожні знаки, щоб вони не залишилися непоміченими.
Можливо, в майбутньому такі фари будуть проектувати на дорогу контрастний візерунок безпосередньо перед автомобілем, щоб попереджати про його появу з-за рогу. А рухомі стрілки на «зебрі» підкажуть пішоходу, що автомобіль повністю зупинився і можна сміливо переходити дорогу.
світловий розчерк
Виявляється, живі концерти можуть давати не тільки музиканти, але і художники. Глава департаменту дизайну світлотехнічних приладів Сезар Мунтада Соар, зібравши журналістів навколо свого столу, бере великий аркуш фактурного чорного картону і білим олівцем підкреслено розмашистими рухами відтворює динамічний образ Audi TT. Він пояснює, як не більше десятка спадаючих ліній визначають агресивний і впізнаваний стиль спортивного автомобіля. А потім фінальним акордом Сезар завдає буквально пару штрихів, демонструючи, наскільки повно ті ж цінності можна передати за допомогою дизайну фар.
Концепція світловий підписи Audi передбачає, що кожна модель фірми буде хизуватися власним унікальним малюнком денних ходових вогнів, що розкриває характер автомобіля, від агресивних діагоналей ТТ до ґрунтовних паралелей Q7. Еволюція денних ходових вогнів на моделях Audi останніх років наочно демонструє, наскільки швидко розвиваються світлові технології: якщо в 2008 році ходові вогні складалися з декількох чітко помітних світлодіодів, то сьогодні вони представляють собою абсолютно однорідні (або, як кажуть фахівці, гомогенні) світяться смуги.
Для розсіювання світла в таких випадках застосовується полімерний матеріал, що зовні нагадує оргскло, всередині якого міститься безліч повітряних бульбашок. Від діаметра і кількості цих порожнин залежать характеристики світлового елемента - гомогенність, яскравість, економічність. Сучасні розсіювачі дозволяють використовувати набагато менше світлодіодів, розташовуючи їх на відстані більше десяти сантиметрів один від одного. Перспективним матеріалом для розсіювачів вважаються спінені полімери, що підкуповує своєю малою вагою і повною свободою у виготовленні складних форм.
Скульптура «Матриця органічних світлодіодів Audi» покликана наочно продемонструвати, що фахівці компанії мають на увазі під 3D-дизайном світлових приладів. У міру того, як глядач рухається навколо, вона постійно змінюється, і тільки в одному ракурсі десятки маленьких пластинок складаються в чіткий напис Audi.
Ймовірно, наступне покоління денних ходових вогнів буде використовувати світлові волокна - гнучкі нитки, виготовлені з полімерних матеріалів або кварцового скла. Вони зручні в плані компонування, так як дозволяють розміщувати джерело світла глибоко всередині корпусу фари. Волокна можуть випромінювати світло з торця (оптоволоконний провідник) або по всій довжині. З них можна створювати ткані світяться полотна.
Фахівці Audi вважають однією з головних тенденцій в дизайні світлових приладів тривимірність: з різних ракурсів вони повинні виглядати по-різному, створюючи химерну гру складних форм. Реалізувати непрості художні ідеї допоможе технологія формованих друкованих плат MID (molded interconnected device). Тривимірний каркас MID відливається з металу, покритого полімером. Електрична схема наноситься на нього за допомогою лазера: полімер випаровується, оголюючи метал. Утворені металеві контури посилюються за допомогою гальванізації - тепер вони можуть живити потужні світлодіоди.
Новий спорткар Audi R8 отримав лазерні фари в якості серійного оснащення. Вони оснащені як лазерним, так і світлодіодним модулем дальнього світла. Залежно від дорожньої ситуації використовується світло різної інтенсивності.
Найважливіша технологія фар майбутнього - кремнієві лінзи. Вони дозволяють створювати дуже малі радіуси кривизни, що, в свою чергу, означає малі розміри самої лінзи в порівнянні зі скляним аналогом. Кремній легше скла і краще переносить високі температури.
Блакитна мрія інженерів і дизайнерів Audi - автомобіль, цілком покритий шаром з органічних світлодіодів OLED, весь світиться і демонструє відеоефекти з високою роздільною здатністю. Теоретично це можливо, так як окремі випромінюють світло елементи OLED мають мікроскопічні розміри і можуть наноситися на підкладку дуже тонким шаром. Однак домогтися такого на практиці в доступному для огляду майбутньому не вдасться: органічні світлодіоди занадто чутливі до перепаду температур і не виносять контакту з водою. Тому поки що вони вимагають захисту товстим шаром скла, яке можна згинати тільки в одній площині.
Лазерний протитуманні фари (на фото), швидше за все, з'явиться на ринку дуже скоро - як тільки буде схвалений регулюючими органами. Тривимірні габаритні вогні на основі вигнутих OLED-пластин також дуже близькі до серії. А ось навіжена анімація у всю задню двері всього лише імітує за допомогою проекції гнучке OLED-покриття, яке, можливо з'явиться в віддаленому майбутньому.
Хайтек під наглядом
Крім концептуальних світлових приладів, які якщо і підуть в серію, то тільки через десяток-другий років, в лабораторіях Audi розробляються дотепні рішення, які готові до цього вже завтра. Один з найбільш вражаючих зразків - лазерний протитуманні фари. Він являє собою червоний скануючий лазер, який малює на дорозі позаду автомобіля тонку поперечну смужку. Тільки і всього.
У ясну погоду ця смужка практично непомітна іншим учасникам руху. На відміну від традиційної задньої протитуманки, вона не сліпить водіїв і не відволікає їх, навіть якщо недбайливий господар забув її вимкнути. Зате в тумані стає видно сам лазерний промінь, і за автомобілем проявляється яскравий червоний трикутник.
Світлотехніка - вельми консервативна галузь. Робота світлових приладів має саме безпосереднє відношення до безпеки руху, тому їх будова і характеристики жорстко регламентовані державними органами. У тісному контакті з дизайнерами і технологами працюють лобісти, що демонструють чиновникам нові розробки і обгрунтовують їх користь для безпеки дорожнього руху.
Для деяких розробок, таких як лазерний протитуманні фари, саме законодавство є основним або єдиною перешкодою для впровадження в серію. На щастя, досвід показує, що ця перешкода тимчасове. Інакше ми не побачили б на наших дорогах автомобілі Audi, що хизуються динамічними покажчиками поворотів і мерехтливими при різких гальмуваннях стоп-сигналами.
Стаття «Розумний погляд електронного очі» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №4, Грудень 2015 ).
Звідки береться це зображення?В дорогу вбудований захищений дисплей, на ліхтарному стовпі встановлено проектор?
