Matricové světlomety – Možnosti matrice

Oblast osvětlení je jednou z mnoha, jež u automobilů v posledních letech prodělala obrovský vývoj. Ještě nedávno výrobci řešili pouze samotný světelný zdroj, dnes už nejmodernější adaptivní světlomety bez přehánění dokážou promítat film. 

Světlomety zpočátku vývoje automobilů stály poněkud v ústraní. V úplných počátcích se dodávaly pouze jako výbava na přání, elektrické svítilny se objevily až počátkem 20. let minulého století. Od té doby postupný vývoj znamenal spíše jen dílčí změny, kdy se měnila pozice světlometů a jejich počet a přicházely různé mechanismy umožňující natáčení (například u slavného Citroënu DS). Jednu z větších revolucí v této oblasti přinesla až devadesátá léta, když se začaly do osobních vozů prosazovat xenonové světlomety. Počátek milénia pak znamenal příchod diodových svítilen, ale také první pokusy o adaptivní svícení upravující světelný kužel podle aktuálních podmínek. Opel Vectra nebo Signum dostaly první verzi systému AFL (Adaptive Front Light), Insignia pak následovala v roce 2008 s novou generací označenou jako AFL+ opatřenou bi-xenony, tedy světlomety používající xenonové výbojky pro potkávací i dálkové svícení. Pořád ale nešlo o adaptivní světlomety tak, jak je známe z dnešní doby. Elektronika v zásadě pouze podle aktuálních podmínek přepínala mezi řadou režimů svícení. K adaptivnímu svícení už ale zbýval jen kousek.

Foto: Volkswagen

Tento systém přišel v roce 2015 spolu s typem Opel Astra, čímž se technologie matrix LED světlometů dostala do segmentu cenově dostupných vozů. Prémiové značky samozřejmě byly trochu napřed. Jednou takovou byl například Lexus. Tento výrobce nasadil diodové světlomety u typu LS600h už v roce 2007 a o sedm let později jako jeden z úplně prvních nabídl matricové LED světlomety v jejich nejjednodušší formě, používané do dnešních dnů. Zhruba ve stejné době přichází také tehdy nová generace Audi A8 vybavená podobnými světlomety.

Tento systém v principu funguje tak, že kaž­dý světlomet obsahuje několik samostatně ovládaných diod. Na základě informací především z čelní kamery, ale také podle aktuální rychlosti nebo natočení volantu řídicí jednotka jednotlivé diody rozsvěcuje a zhasíná. Tím je docíleno odstínění ostatních řidičů a zároveň může být osvětlen zbytek vozovky dálkovými světly, což účinně zlepšuje viditelnost. Logicky platí, že čím více je těchto samostatně ovládaných diod, tím přesnější je výsledek a tím lepší schopnosti světlomety mají. První systémy disponovaly jen několika diodami. Například Opel nasadil u Astry v roce 2015 osm takových diod v každé světelné jednotce, první typy Lexus měly uspořádání s diodami ve dvou řadách, kdy v každém světlometu bylo osm diod v horní a šestnáct ve spodní řadě. Typ A8 z roku 2013 měl v každém světlometu 25 diod. Jednodušší varianty matricových světlometů, využívající relativně malé množství diod v každé svítilně, jsou používány dodnes. Takové světlomety najdete například u Audi (8 diod v každém světle).

Postupný vývoj přinášel přesnější adaptivní světlomety založené na tomto principu, ale opatřené větším počtem samostatně ovládaných diod. Opel například v roce 2019 představil Insignii vybavenou světlomety IntelliLux LED Pixel Light, kdy počet samostatně ovládaných diod v jedné svítilně narostl na 84, a systém tudíž dohromady pracoval se 168 LED. Kromě přesnějšího odstínění ostatních automobilů tím také došlo ke zvětšení osvětlované plochy a na scénu se postupně začínaly dostávat i efektní funkce v podobě uvítacích a rozlučkových animací.

Foto: Volkswagen

Do absolutního extrému technologii samostatně ovládaných diod nedávno dotáhla automobilka Volkswagen. Ta u modernizovaného SUV Touareg a nastupující generace crossoveru Tiguan představila světlomety pojmenované jako IQ.Light HD Matrix. Jeden takový světlomet je složen z více částí. Obsahuje modul pracující na principu jednoduchých matricových zdrojů, využívá šestnáct diod, přičemž tento modul je umístěn na krajní (vnější) pozici. Jenže ve­dle něj, uprostřed světlometu, je ještě další modul coby hlavní část tohoto nového systému a v něm je umístěno přesně 19 216 mikro-diod. Nejblíže masky se pak nachází ještě třetí modul, sloužící pro přisvěcování zatáček nebo jako mlhová svítilna.

Jak přesně funguje a především jak uvnitř vypadá prostřední modul s více než devatenácti tisíci diodami, to zatím není jisté, protože pro Volkswagen je to příliš nová technologie, ke které bohužel ještě nemá ke zveřejnění podrobnější materiály. Každopádně možnosti těchto světlometů jsou obrovské. Kromě klasického odstínění okolní dopravy nebo dopravních značek tato světla například umějí vytvořit jakýsi světelný pruh před automobilem, čímž v podstatě navádí řidiče, což se hodí zejména při jízdě po úzkých komunikacích.

Samostatně ovládané diody sice jsou nejrozšířenější technologií adaptivních světlometů, přesto ale existují i jiná řešení. Velmi zajímavou cestou se například vydala značka Lexus. Ta zvolila systém založený na otáčející se dvojici zrcadel ve tvaru břitvy a představila ho v roce 2019 spolu s typem RX. Systém dostal jméno BladeScan. Jeho hlavní výhodou je dosažení větší přesnosti ve srovnání s původní čistě diodovou technologií nasazovanou u modelů této značky (0,7° oproti 1,7°), ovšem při zmenšení počtu samostatně ovládaných diod. V tomto případě se v jednom světlometu nachází pouze deset diod, jež svítí ze strany do otáčejících se zrcadel. Ty se točí rychlostí 100 otáček za minutu. Světlo je následně odráženo do čočky a poté míří před automobil. Lexus říká, že tímto „trikem“ dosahuje stejných výsledků a stejné přesnosti, jako kdyby jeho světlomety pracovaly s celkovým počtem čtyř stovek samostatných diod. Základem je kromě miniaturních zrcadel opět čelní kamera poskytující klíčové informace potřebné pro řízení svítilen.

Foto: Volkswagen

Současným vrcholem automobilové produkce jsou ovšem takzvané projektorové světlomety, pracující s technologií používanou u filmových projektorů. Ačkoliv to na první pohled není patrné, protože takové svítilny vypadají jako kterékoliv jiné s několika čočkami, za jednou z nich se skrývá velmi sofistikovaný systém založený na polovodičovém čipu obsahujícím 1,3 milionu (!) mikroskopických zrcadel. Zkráceně se mu říká DLP čip (Digital Light Processing). Každé jedno z těchto miniaturních zrcadel může měnit svou pozici, a to 5000krát za sekundu. Zdrojem samotného světla je trojice diod uložených hluboko ve světlometu. Světelný paprsek se nejprve odráží od primárního zrcadla, následně zamíří na tento čip a poté dojde k mimořádně přesné distribuci světla podle aktuálních požadavků.

Základní možnosti této technologie jsou do jisté míry podobné tomu, co zvládnou nové světlomety IQ.Light HD Matrix automobilky Volkswagen, systém se zrcadly ovšem přidává nadstavbu. Je ještě přesnější a plynulejší a umí promítat světelné symboly na vozovku. Přímo před vozem se tak v případě potřeby objevuje kupříkladu upozornění na nedostatečnou vzdálenost od vpředu jedoucího vozu, světlomety promítají také výstražný symbol v případě detekce nějakého nebezpečí a pokud chcete pustit chodce mimo přechod, světla mu na silnici promítnou jakýsi improvizovaný světelný přechod. Po vypnutí automobilu nastává promítání efektní animace.

Tento typ adaptivních světlometů už nějakou dobu nabízí třeba Audi (Digital Matrix LED) nebo Mercedes-Benz (Digital Light). Vyrábí je společnost AI Lightning v České republice. Jejich nevýhodou jsou velmi vysoké nároky na prostředí, jaké musí být vytvořeno uvnitř světlometu. Je potřeba zajistit chlazení, ale na druhou stranu se dovnitř nesmí dostat sebemenší mikroskopická nečistota. Z toho plynou vysoké nároky na výrobu samotnou a z toho následně plyne nepříjemná skutečnost, že tyto světlomety dost dobře nejde opravovat. V případě Audi jeden světlomet vyjde zhruba na sto tisíc korun, přičemž nutné je vyměnit kus za kus i tehdy, pokud je pouze prasklý plastový kryt. Jízda s těmito světlomety je ovšem bez přehánění zážitkem. Pokud nějaká technologie dokáže naplnit klišé o tom, že lze měnit noc v den, pak to umějí právě tyto projektorové světlomety.

Převzato z časopisu

Fotogalerie