Skok wydajności w technice oświetleniowej Porsche

Nowe LED-owe reflektory Porsche z wiązką matrycową HD oferują oświetlenie o wysokiej rozdzielczości nawet dwukrotnie jaśniejsze niż w przypadku poprzednich rozwiązań.

Porsche opracowało kolejną generację techniki oświetleniowej – nową technologię matrycową HD o wysokiej rozdzielczości. Kluczowym elementem stworzonej we współpracy z partnerami innowacji jest chip, który łączy ponad 16 tysięcy indywidualnie sterowanych mikrodiod LED rozmieszczonych na powierzchni wielkości paznokcia. Każdy z reflektorów wykorzystuje dwa takie chipy, co oznacza, że na jeden samochód przypadają cztery sztuki. W efekcie reflektory z wiązką matrycową HD oferują oświetlenie o wysokiej rozdzielczości nawet dwukrotnie jaśniejsze niż w przypadku poprzednich topowej klasy rozwiązań, a do tego o czterokrotnie większej powierzchni.

Dzięki wyjątkowej spójności oświetlenia nowa technologia cechuje się wysoką elastycznością działania i pozwala realizować szereg innowacyjnych funkcji, takich jak doświetlenie własnego pasa ruchu, dodatkowa iluminacja stref robót drogowych i zwężeń oraz adaptacyjne światła drogowe przeznaczone do jazdy autostradowej. Wysokowydajne światła drogowe zamieniają noc w dzień na dystansie nawet 600 m przed autem. W przypadku pojazdów nadjeżdżających z przeciwka oraz tych poprzedzających wykorzystywana jest nowa funkcja nieoślepiających świateł drogowych: duże obszary po prawej i lewej stronie wycinka strumienia stają się znacznie jaśniejsze.

Nowa technologia matrycowa HD ma jeszcze jeden atut – charakteryzuje się wysoką efektywnością. Ponieważ reflektory matrycowe HD aktywują tylko te piksele, które są faktycznie potrzebne w danym momencie, zużywają znacznie mniej energii niż inne systemy o wysokiej rozdzielczości, emitując przy tym taką samą ilość światła.

Czteropunktowa sygnatura oświetlenia może być prezentowana również nocą

Oprócz czteropunktowych świateł do jazdy dziennej i statycznych świateł doświetlających zakręty, najnowsze reflektory Porsche wyposażono w dwa nowe moduły matrycowe HD oraz dwa dwufunkcyjne moduły na potrzeby oświetlenia dodatkowego i pomocniczych świateł drogowych. Te cztery główne źródła światła tworzą charakterystyczne dla marki czteropunktowe wzornictwo. Dla porównania, poprzednie topowe reflektory Porsche mają cztery dodatkowe moduły oraz centralny moduł matrycowy w technice 84-pikselowej.

Nowa technologia matrycowa HD wyróżnia się również od strony wizualnej: po raz pierwszy typowa dla Porsche czteropunktowa sygnatura świateł do jazdy dziennej jest widoczna także po zmroku – zarówno przy włączonych światłach mijania, jak i drogowych.

Nowe reflektory matrycowe HD będą sukcesywnie wprowadzane w różnych liniach modelowych. Skorzystają z identycznych modułów technicznych, ale ich wygląd zostanie odpowiednio dostosowany. W procesie rozwoju reflektorów Porsche złożyło ponad 25 zgłoszeń patentowych na innowacyjne rozwiązania.

Pierwsza na świecie matryca świetlna LED o wysokiej rozdzielczości

Nowa technologia w jednym systemie godzi różne, czasem sprzeczne wymagania. Od strony konstrukcyjnej celem było rozdzielenie wszystkich funkcji oświetlenia na cztery jednostki przypadające na każdy reflektor. Poszczególne źródła światła muszą jednak łączyć się w sposób zapewniający jednorodne, mocne oświetlenie. Aby przeanalizować, który zasadniczy projekt najlepiej spełniałby wszystkie wymagania, w tym potrzeby klientów, skorzystano z symulacji przedprojektowych. W rezultacie zamiast maksymalnej technicznie możliwej rozdzielczości Porsche zdecydowało się na nową, efektywną LED-ową technologię matrycową HD z 16 384 pikselami na jeden moduł.

Design reflektora ma wyrazistą strukturę. Cztery niemal kwadratowe moduły świetlne – każdy uzupełniony u góry smukłym paskiem świateł do jazdy dziennej – tworzą charakterystyczne dla marki czteropunktowe wzornictwo, widoczne zarówno w dzień, jak i po zmroku. Dwa górne, dwufunkcyjne moduły są identyczne i odpowiadają za oświetlenie dodatkowe oraz pomocnicze światła drogowe (każdy z trzema LED-ami).

Sercem nowej technologii matrycowej HD są dwie dolne jednostki świetlne. Każda z nich korzysta z identycznej matrycy LED ze zintegrowanym sterownikiem LED (ASIC), który na obszarze o wymiarach zaledwie 12,8 na 3,2 milimetra generuje strumień świetlny o wyjątkowo wysokiej rozdzielczości. Kontroler systemowy – porównywalny z potężną kartą graficzną – nie tylko aktywuje, ale także steruje jasnością każdej z 16 384 pojedynczych diod elektroluminescencyjnych przypadających na pojedynczą matrycę LED w 1024 etapach. Dwa moduły HD uzupełniają różne soczewki, każda ze specjalnie szlifowanym szkłem optycznym.

Soczewki zapewniają różne kąty oświetlenia. Szerokokątna soczewka „oświetleniowa” zewnętrznego modułu matrycowego HD ma kąty widzenia o wartości 40 stopni w płaszczyźnie poziomej i 10 stopni w płaszczyźnie pionowej. Dla teleobiektywu wewnętrznego modułu HD o nazwie „Performance” parametry te wynoszą, odpowiednio, 20 oraz 5 stopni. Jego oświetlenie jest zatem tylko w połowie tak wysokie i w połowie tak szerokie – 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 możliwa widoczność w każdej sytuacji

Za ten skok wydajności oświetlenia odpowiadają efektywne generowanie światła oraz połączenie dwóch modułów matrycowych HD z dwoma modułami dwufunkcyjnymi. Ponieważ na każdy reflektor przypada łącznie 32 768 indywidualnie sterowanych pikseli, moduły matrycowe HD generują bezpośrednie światło o wysokiej rozdzielczości – ale tylko takie, które jest aktualnie potrzebne. Z tego względu mowa tutaj o aktywnym generowaniu światła matrycowego.

Reflektory matrycowe HD oświetlają cały zakres 40 stopni w poziomie i 10 stopni w pionie strumieniem świetlnym o wartości ponad 1400 lumenów – to jeden z największych i najjaśniejszych obszarów oświetlenia o wysokiej rozdzielczości. Obejmuje on zasięg świateł drogowych i zaczyna się tuż przed samochodem. Światło w tym obszarze może być rozprowadzane w elastyczny sposób, umożliwiając doskonalenie dostępnych już funkcji i wprowadzanie nowych – wszystko z myślą o zapewnieniu kierowcy najlepszej możliwej widoczności w każdej sytuacji.

Nowe i zoptymalizowane funkcje dla poprawy bezpieczeństwa oraz komfortu

Pomocnicze światła drogowe (światła drogowe o wysokiej wydajności)

Jeżeli system nie wykrywa pojazdów jadących z przodu lub nadjeżdżających z przeciwka, a automatyczne światła drogowe są aktywne, moduły matrycowe HD przełączają się ze świateł mijania na drogowe. Co więcej, automatycznie włączają się pomocnicze światła drogowe górnych, dwufunkcyjnych modułów. Zwiększa to wydajność świateł drogowych oraz długość wiązki – przy włączonym oświetleniu do ponad 600 metrów.

Nieoślepiające światła drogowe z nową funkcją

Jeśli kamera wykryje poprzedzający lub nadjeżdżający pojazd, pomocnicze światła drogowe zostają wyłączone, a pojazd ten jest selektywnie maskowany poprzez wyłączanie odpowiednich pikseli przynależnych do modułów HD. „Uwolniona” w ten sposób energia zostaje przekształcona w pomocnicze, funkcjonalne oświetlenie HD. Reflektory wykorzystują pełną szerokość dostępnego oświetlenia HD do optymalizacji działania nieoślepiających świateł drogowych oraz do poprawy widoczności bez oślepiania innych kierowców. Po włączeniu funkcji nieoślepiania ilość światła pochodzącego z modułów matrycowych HD po prawej i lewej stronie wycinka zostaje podwojona. Efekt: znaczne rozjaśnienie pozostałego obszaru strumienia świateł drogowych.

Oświetlenie pasa ruchu

Ta funkcja służy do lepszego oświetlenia własnego pasa ruchu w postaci świetlnego dywanu. Obszar między oznaczeniami poziomymi staje się wyraźnie jaśniejszy i to bez względu na pozycję samochodu na pasie ruchu. Niezależnie od tego, czy znajduje się on bliżej lewej lub prawej krawędzi pasa, czy porusza się środkiem, krawędzie świetlnego dywanu precyzyjnie podążają za przebiegiem linii na nawierzchni. Funkcja jest aktywna wyłącznie na autostradach lub porównywalnych drogach szybkiego ruchu. Umożliwia ona wczesne wykrywanie niebezpiecznych obiektów, a także ogranicza zjawisko zajeżdżania drogi przez kierowców nieuważnie zmieniających pas. W przypadku celowej zmiany pasa świetlny dywan zostaje na krótko poszerzony, tak aby w momencie przekroczenia oznakowania obejmował oba pasy. Następnie, po zakończeniu manewru, jaśniej oświetlony pozostaje tylko nowo zajęty pas.

Oświetlenie robót drogowych oraz zwężeń

Po wykryciu stref robót drogowych lub zwężeń rozmiar strumienia świetlnego zostaje automatycznie zredukowany do szerokości pojazdu (z lusterkami), tak aby rozjaśnić oświetlenie własnego pasa ruchu i uczynić go jeszcze lepiej widocznym. To wizualne wsparcie umożliwia kierowcy lepszą ocenę pozycji auta na wąskim pasie i ułatwia ewentualne manewry wyprzedzania. Ogranicza też potrzebę dokonywania korekt toru jazdy oraz prędkości, poprawiając poziom bezpieczeństwa.

Adaptacyjne światła drogowe do jazdy autostradowej

Na autostradach i porównywalnych drogach szybkiego ruchu system sterowania zapewnia najlepsze możliwe oświetlenie pasa ruchu, po którym porusza się samochód. Jednocześnie optymalnie dopasowuje rozkład światła do panujących warunków. Oświetlenie sąsiedniej jezdni jest odcinane miękkim przejściem, co zapobiega oślepianiu kierowców jadących z naprzeciwka.

Animacja na powitanie i pożegnanie

Podczas blokowania i odblokowywania samochodu światła mijania czteropunktowych reflektorów zapewniają widoczność przed oraz dookoła pojazdu, poprawiając widoczność i zwiększając poziom bezpieczeństwa. Pożegnaniu kierowcy towarzyszy dyskretna animacja: moduły matrycowe HD generują grafiki w charakterystycznym dla marki czteropunktowym układzie, przesuwające się poziomo po przeciwległej ścianie lub bramie garażowej. A gdy zaparkowany samochód zostanie odblokowany i kierowca otworzy drzwi, system aktywuje animację w odwrotnej kolejności.