Reflektory, które zamieniają noc w dzień

Reflektory, które zamieniają noc w dzień Porsche
20.4.2023

Porsche opracowało technologię reflektorów HD Matrix LED, która wyznacza nowe standardy w zakresie nieoślepiających świateł drogowych.

  • Chip kontroluje jasność każdej z 16 834 pojedynczych diod mikroLED na macierz w 1024 krokach, 
  • Wysokowydajne światła drogowe zamieniają noc w dzień na odległość do 600 metrów, 
  • Reflektory matrycowe HD oświetlają cały zakres 40° w poziomie i 10° w pionie strumieniem świetlnym o wartości ponad 1400 lumenów,
  • Szerokość dostępnego światła HD jest wykorzystywana do optymalizacji nieoślepiających świateł drogowych i do poprawy widoczności bez oślepiania innych kierowców. 

Głównym elementem technologii stworzonej we współpracy z partnerami jest nowy chip. Aktywuje on i kontroluje jasność każdej z 16 834 pojedynczych diod mikroLED na macierz w 1024 krokach (2 chipy na moduł = 37 768 diod LED na reflektor). Dzięki innowacyjnej technologii matrycowej HD możliwe jest 2-krotnie jaśniejsze oświetlenie 4-krotnie większej powierzchni, niż miało to miejsce w przypadku dotychczasowych systemów oświetleniowych.

Nowe technologie umożliwiają realizację dodatkowych funkcji, takich jak: oświetlenie pasa ruchu, oświetlenie drogowe i zwężeń jezdni oraz adaptacyjne światła drogowe przeznaczone do jazdy po autostradzie. Wysokowydajne światła drogowe zamieniają noc w dzień na odległość do 600 m. W przypadku samochodów nadjeżdżających z przeciwka wykorzystywana jest nowa funkcja nieoślepiających świateł drogowych. Sprawia ona, że strefy po prawej i lewej stronie strumienia oświetlenia są znacznie jaśniejsze. 

Nowa technologia matrycowa HD dodaje jeszcze jeden wysoce wydajny element. Reflektory matrycowe HD aktywują tylko te piksele, które są rzeczywiście potrzebne w danym momencie, dlatego zużywają znacznie mniej energii niż inne systemy o wysokiej rozdzielczości. Przy tym intensywność oświetlenia pozostaje taka sama.

Czteropunktowa grafika reflektorów może być wyświetlana także w nocy

Oprócz 4-punktowych świateł do jazdy dziennej i statycznych świateł doświetlających zakręty najnowsze reflektory Porsche wyposażone są w 2 nowe moduły matrycowe HD i 2 moduły dwufunkcyjne na potrzeby oświetlenia dodatkowego i pomocniczych świateł drogowych. Te 4 główne źródła światła są rozmieszczone w charakterystyczny dla marki 4-punktowy design. Dla porównania poprzednie górne reflektory Porsche mają 4 dodatkowe moduły i centralny moduł Matrix w technologii 84-pikselowej.

Nowa technologia matrycowa HD wyróżnia się również od strony wizualnej. Po raz pierwszy charakterystyczna dla Porsche 4-punktowa grafika reflektorów do jazdy dziennej jest widoczna także po zmroku – przy załączonych zarówno światłach mijania, jak i drogowych. Nowe reflektory matrycowe HD będą sukcesywnie wprowadzane w różnych liniach modelowych. W modułach będzie wykorzystana ta sama  technologia, ale ich wygląd zostanie odpowiednio dostosowany do projektu.

W procesie rozwoju reflektorów Porsche zgłosiło ponad 25 patentów, które dotyczą innowacyjnego rozwiązania.

Pierwsza na świecie lampa matrycowa LED o wysokiej rozdzielczości

Nowa technologia godzi w jednym systemie różne, czasem sprzeczne, wymagania. Od strony konstrukcyjnej wszystkie funkcje świetlne mają być rozdzielone między 4 jednostki przypadające na każdy reflektor. Mimo to poszczególne źródła światła muszą łączyć się w sposób, który zapewnia jednorodne i mocne oświetlenie.

Za pomocą symulacji przedprojektowych przeanalizowano, który projekt systemu najlepiej spełnia wszystkie wymagania, w tym potrzeby klientów. W rezultacie Porsche zdecydowało się na nową, efektywną LED-ową technologię matrycową HD z 16 384 pikselami na jeden moduł.

Reflektor ma wyrazistą strukturę. Cztery niemal kwadratowe moduły świetlne, uzupełnione z góry o wąskie paski świateł do jazdy dziennej, tworzą charakterystyczne dla marki 4-punktowe wzornictwo, widoczne zarówno w dzień, jak i po zmroku. Oba górne, dwufunkcyjne moduły wyposażone są w diody LED i odpowiadają za oświetlenie dodatkowe lub pomocnicze światła drogowe.

Sercem nowej technologii matrycy HD są 2 dolne moduły świetlne. Każdy z nich korzysta z identycznej matrycy LED ze zintegrowanym sterownikiem LED (ASIC), który generuje strumień świetlny o wysokiej rozdzielczości, o wymiarach zaledwie 12,8×3,2 mm. Kontroler systemowy załącza i reguluje w 1024 etapach jasność każdej z 16 384 pojedynczych diod elektroluminescencyjnych, które przypadają na matrycę LED.

Dwa moduły HD uzupełniają różne soczewki, każda ze specjalnie szlifowanym szkłem optycznym. Soczewki zapewniają różne kąty oświetlenia. Szerokokątna soczewka „oświetleniowa” zewnętrznego modułu matrycy HD obejmuje kąt o szerokości 40° i wysokości 10°.

Dla teleobiektywu wewnętrznego modułu matrycy HD o nazwie „Performance” parametry te wynoszą odpowiednio 20° i 5°. Jego oświetlenie jest więc tylko w połowie tak szerokie i w połowie tak wysokie – za to znacznie jaśniejsze. Strumienie emitowane przez oba moduły pokrywają się w środkowym obszarze. W ten sposób nowy reflektor łączy szeroki zakres oświetlenia z dużą intensywnością iluminacji w centralnej części strumienia. 

Najlepsza widoczność w każdej sytuacji

Skok wydajności oświetlenia można przypisać temu wydajnemu generowaniu światła i połączeniu dwóch modułów matrycowych HD z dwoma modułami dwufunkcyjnymi. Dzięki łącznej liczbie 32 768 indywidualnie sterowanych pikseli na każdy reflektor moduły matrycowe HD generują bezpośrednie światło o wysokiej rozdzielczości – ale tylko takiej, które jest w danej chwili potrzebne. Dlatego nazywa się to aktywnym generowaniem światła matrycowego.

Reflektory matrycowe HD oświetlają cały zakres 40° w poziomie i 10° w pionie strumieniem świetlnym o wartości ponad 1400 lumenów. Generują w ten sposób jeden z największych i najjaśniejszych obszarów oświetlenia o wysokiej rozdzielczości. Obejmuje on cały zasięg świateł drogowych i zaczyna się tuż przed pojazdem. Światło w tym obszarze może być rozprowadzane w elastyczny sposób, umożliwiając ulepszenie istniejących funkcji i wprowadzenie nowych. A wszystko to z myślą o zapewnieniu kierowcy najlepszej możliwej widoczności w każdej sytuacji

Zoptymalizowane i nowe funkcje dla poprawy bezpieczeństwa i komfortu

Pomocnicze światła drogowe (światła drogowe o wysokiej wydajności)
Jeśli system nie wykryje żadnych pojazdów jadących z przodu lub pojazdów nadjeżdżających z naprzeciwka, a automatyczne światła drogowe będą aktywne, moduły matrycowe HD przełączą się ze świateł mijania na światła drogowe. Dodatkowo zostaną automatycznie włączone pomocnicze światła drogowe górnych, dwufunkcyjnych modułów. Zapewni to zwiększenie wydajności świateł drogowych oraz długości wiązki światła – po włączeniu oświetlenia droga zostanie oświetlona na odległość ponad 600 m.

Nieoślepiające światła drogowe z nową funkcją
Jeśli kamera wykryje poprzedzający lub nadjeżdżający pojazd, pomocnicze światła drogowe zostaną wyłączone, a pojazd będzie selektywnie maskowany poprzez wyłączenie odpowiednich pikseli modułów matrycy HD. Uwolniona w ten sposób energia zostanie przekształcona w pomocnicze, funkcjonalne oświetlenie HD.
Pełna szerokość dostępnego światła HD jest wykorzystywana do optymalizacji nieoślepiających świateł drogowych i do poprawy widoczności bez oślepiania innych kierowców. Po włączeniu funkcji nieoślepiania ilość światła, które pochodzi z modułów matrycy HD po prawej i lewej stronie szczeliny, zostanie podwojona. Skutkuje to znacznym rozjaśnieniem pozostałego obszaru strumienia świateł drogowych. 

Oświetlenie pasa ruchu
Funkcja ta służy do lepszego oświetlenia własnego pasa ruchu pojazdu w postaci dywanu świetlnego. Obszar między znakami drogowymi staje się znacznie jaśniejszy i to bez względu na pozycję pojazdu na pasie ruchu. Niezależnie od tego, czy pojazd znajduje się bliżej prawej lub lewej krawędzi pasa, czy porusza się środkiem jezdni – dywan świetlny przylega do oznaczeń drogowych jak magnes.

Funkcja aktywuje się wyłącznie na autostradach i drogach szybkiego ruchu. Umożliwia wczesne wykrywanie niebezpiecznych obiektów i ogranicza zmiany pasa ruchu przez innych, mniej uważnych kierowców, którzy innym zajeżdżają drogę. W przypadku celowej zmiany pasa dywan świetlny zostanie na krótko rozszerzony, aby w momencie przekroczenia oznakowania obejmował oba pasy. Po zakończeniu zmiany pasa jaśniej oświetlony będzie tylko nowo zajęty pas.

Oświetlenie stref budowy i zwężeń
W przypadku wykrycia stref robót drogowych lub zwężeń jezdni rozmiar strumienia świetlnego zostanie automatycznie zmniejszony do szerokości pojazdu (łącznie z lusterkami). Dzięki temu rozjaśni oświetlenie pasa ruchu i sprawi, że ten będzie bardziej widoczny dla kierowcy. Takie wizualne wsparcie umożliwia kierowcom lepszą ocenę swojej pozycji na wąskim pasie ruchu, a także ułatwia ewentualne manewry wyprzedzania. Ogranicza to potrzebę korygowania przez kierowcę toru jazdy i prędkości oraz poprawia trzymanie się pasa ruchu. Zwiększa tym samym poziom bezpieczeństwa na drodze.

Adaptacyjne światła drogowe na autostradzie
Na autostradach i drogach szybkiego ruchu system sterowania zapewnia najlepsze możliwe oświetlenie pasa ruchu, po którym porusza się pojazd. Jednocześnie optymalnie dostosowuje rozkład światła do warunków panujących na drodze. Oświetlenie sąsiedniego pasa ruchu jest wyłączane łagodnym przejściem w kierunku pasa środkowego, co zapobiega oślepianiu kierowców jadących z przeciwka.

Animacja jako powitanie i pożegnanie
Podczas blokowania i odblokowania pojazdu światła mijania 4-punktowych reflektorów zapewniają widoczność i bezpieczeństwo przed pojazdem oraz dookoła niego. Podczas pożegnania kierowcy pojazd wysyła dyskretną animację: moduły matrycowe HD generują dwie grafiki oświetlenia w charakterystycznym dla marki 4-punktowym układzie, które przesuwają się poziomo po przeciwległej ścianie lub bramie garażowej.

Kiedy pojazd zostanie odblokowany i kierowca otworzy drzwi, system oświetlenia aktywuje animację w odwrotnej kolejności. 

Źródło: Porsche

O Autorze

autoEXPERT – specjalistyczny miesięcznik motoryzacyjny, przeznaczony dla osób zajmujących się zawodowo naprawą, obsługą, diagnostyką i sprzedażą samochodów oraz produkcją i sprzedażą akcesoriów motoryzacyjnych, części zamiennych i materiałów eksploatacyjnych.

Tagi artykułu

autoExpert 06 2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę