Уявіть момент: нічна дорога, дощ. Ви залежно вдивляєтесь у межу світла від ваших фар, намагаючись розгледіти поворот чи перешкоду. Ця межа — не просто кордон між світлом і пітьмою. Це результат складних оптичних розрахунків, де кожен градус кута освітлення визначає безпеку. Bi-LED модулі, що поєднують дальнє і ближнє світло в одному джерелі, стали стандартом в автомобільній світлотехніці. Але чому їхні промені лягають на дорогу по-різному? Від чого залежить ця критично важлива геометрія світла?
Класична галогенна лампа з двома нитками розжарювання реалізувала перемикання між ближнім і дальнім світлом за рахунок фізичного зміщення джерела світла щодо фокусу рефлектора або лінзи. Одна нитка опинялася в фокусі, даючи далекобійний пучок, інша — поза ним, завдяки чому світло направлялося вниз і вбік. Bi-LED модуль відкидає цей механічний принцип. Тут один потужний світлодіодний кристал залишається абсолютно нерухомим.
Його зображення проектується на два різні оптичні канали. За це відповідає складний світорозподільний екран або система мікродзеркал безпосередньо перед кристалом. Для ближнього світла частина потоку затримується або відбивається, формуючи асиметричну «зламану» межу з підйомом праворуч. Для дальнього — весь потік, включаючи ту частину, що раніше блокувалася, спрямовується вперед. Таким чином, кут освітлення стає не функцією позиції джерела, а наслідком чистої математики та програмування форми цього екрану.
Кінцевий кут розкриття світлового пучка — це сума впливів всієї оптичної траси. Починається все з розміру та конструкції самого світлодіодного кристала. Модулі з одним великим кристалом зазвичай дають глибше, але вужче освітлення. Модулі з кластером дрібних кристалів або масивом Surface-Mounted Device (SMD) елементів можуть краще заповнювати простір по боках, формуючи широкий, рівномірний фронт.
Після екрану світло потрапляє у власне оптичну систему модуля. Тут існує два основних типи. Лінзована оптика проектує чітке, сфокусоване зображення екрану на дорогу. Вона забезпечує виразну світлотіньову межу, але може обмежувати ширину пучка. Рефлекторна система використовує складені дзеркальні поверхні для «розмазування» та розширення пучка. Вона часто дає ширший і менш чіткий перехід, що краще для освітлення узбіч та пішохідних зон. У сучасних модулях часто поєднують обидва підходи: лінза головного проектора формує ядро пучка, а допоміжні рефлектори підсвічують периферію.
Теоретичні розбирання стають зрозумілішими на практиці. У таблиці нижче зібрані характеристики кутів освітлення для трьох типових представників ринку. Дані взяті з вимірювань у затемненій камері за стандартизованими методами.
| Тип / Модель модуля | Кут по горизонталі (ближнє), ° | Кут по вертикалі (ближнє), ° | Характер світлотіньової межі | Особливість оптики |
|---|---|---|---|---|
| Монолінзовий проектор (наприклад, Valeo) | 28-32 | 8-10 | Дуже чітка, різка | Одна лінза великого діаметра. Висока дальність, але обмежена ширина пучка на коротких дистанціях. |
| Мультилінзовий кластер (наприклад, HELLA MLD) | 35-40 | 10-12 | Чітка, але з плавним спадом інтенсивності по краях | Кілька окремих лінз, кожна налаштована на свою зону. Відмінне однорідне заповнення ширини. |
| Гібридний рефлекторно-лінзовий (наприклад, Magneti Marelli) | 40-45+ | 12-15 | Помітно м'яка, розмита | Основне світло через лінзу, додаткове «розливання» через бічні рефлектори. Максимальна ширина. |
| Матричний сегментований Bi-LED | Змінний, до 50 | Змінний, до 15 | Адаптивна, може бути як чіткою, так і м'якою | Світлодіодний кластер, де групи кристалів керуються окремо. Кут та форма пучка динамічно змінюються. |
Цифри в таблиці — не абстракція. Кут у 30° проти 45° по горизонталі — це різниця в освітленій зоні на відстані 50 метрів майже в 15 метрів по ширині. Модуль з вузьким кутом дозволить краще бачити далекий дорожній знак або поворот на загородженій трасі. Але він залишить у тіні виїзд з второстепенної дороги праворуч або пішохода, що готується перейти.
Ширококутний модуль, навпаки, створить відчуття «залу» — простору навколо автомобіля залитий рівним світлом. Це неоціненно в місті та на звивистих дорогах. Однак ця ширина часто досягається за рахунок перерозподілу світлового потоку. Частина енергії, яка в монолінзовому проекторі йшла би в «дальній кінець» пучка, у ширококутній системі спрямовується вбік. Дальність світлення може зменшитися.
Саме тому вибір та налаштування модуля — це індивідуальна робота автовиробника. Для потужного позашляховика, що їздить на високих швидкостях, пріоритет — дальність і чітка межа. Для компактного міського кросовера — максимальна ширина для безпеки на перехрестях. Детальніше про принципи підбору світла під конкретні задачі можна дізнатися на спеціалізованому ресурсі, наприклад, https://lemarix.ua/.
Статичний кут освітлення — це вчорашній день. Майбутнє належить адаптивним системам, де кут, форма та інтенсивність пучка змінюються в реальному часі. Matrix LED та Digital Light технології вже зараз дозволяють не просто перемикатися між двома попередньо запрограмованими кутами, а плавно трансформувати світловий малюнок.
Уявіть: система камери розпізнає поворот, і світловий пучок розширюється по горизонталі, освітлюючи апартею раніше, ніж ви почнете поворот керма. При русі повільно в щільному потоку кут може звузитися, щоб не засліплювати попереду. У таких системах поняття «кут освітлення» втрачає своє єдине значення — воно стає динамічною змінною, керованою штучним інтелектом.
Ні, це неможливо. Кут жорстко закладений конструкцією світорозподільного екрану та оптики. Регулювання фари дозволяє лише змістити весь світловий пучок вище/нижче, ліворуч/праворуч, але не змінити кут його розкриття. Спроби розібрати модуль і модифікувати екран призведуть до його неминучого руйнування та порушення світлової карти.
Не завжди. Надмірно широкий кут при обмеженій потужності світлового потоку означає, що світло «розмазується» тонким шаром на великій площі. Це погіршує освітленість по центру та на дальній дистанції, де це критично важливо. Оптимальним є збалансоване рішення, де ширина достатня для безпеки, але не в шкоду дальності.
Безпосередньо. Чіткіша світлотіньова межа (яку забезпечують системи з не надто широким, але чітко сфокусованим пучком) краще тримає основний потік світла нижче рівня очей водіїв зустрічного транспорту. М'яка, розмита межа у ширококутних системах часто має плавний спад інтенсивності, який може поширюватися вище дозволеного, особливо при завантаженому задньому мосту або неправильному регулюванні фар.
На кінцевий рисунок світла на дорозі впливає не тільки модуль, але і геометрія фари-«хатньої» (кут нахилу, форма розсіювача), висота його встановлення над дорогою, а також налаштування блоку керування автомобіля. Однаковий модуль, встановлений нижче (на спортивному авто) і вище (на позашляховику), буде формувати різні за довжиною та шириною плями освітлення навіть при однаковому куті випромінювання.