Александр Тычинин спустился под землю в новейшую лабораторию Audi и вот, что увидел

Если верить Генеральной Ассамблее ООН, то 2015 год — Международный год света: в честь торжества современных технологий освещения, которые преображают нашу жизнь. А вот в компании Audi каждый год — световой. В Ингольштадте даже есть свой тоннель в подземелье, где журналистам «засветили» такое...

А мне казалось, что эти люди должны быть такими разными! Главный дизайнер светотехники Audi, испанец Сезар Мунтада, — и ведущий инженер по освещению, немец Михаэль Хамм. Но сегодня они — как двое из ларца, вернее, из нового 120-метрового светового тоннеля, расположенного на минус третьем этаже штаб-квартиры Audi в Ингольштадте. Матовые стены, асфальтовый пол, мастерские — и 4,5 миллиона евро инвестиций.

Хамм протягивает мне тонкую квадратную пластинку размером примерно четыре на четыре сантиметра с надписью Philips на тыльной стороне. Это экспериментальный элемент на основе органических светодиодов (OLED). Мунтада тут же демонстрирует, как OLED-технологии могут использоваться в будущем, — на примере переделанных задних габаритных огней от кроссовера Q7 прошлого поколения. При подаче питания OLED-пластинки однородно светятся красным по всей площади, причем настолько естественно, что их воспринимаешь не как источники, а, скажем, как катафоты.

Если смотреть строго в анфас, то кажется, что левый задний фонарь отличается от правого лишь количеством светящихся прямоугольников, но если отойти немного вбок, то… Оказывается, слева OLED-элементы выполнены в форме волны!

Если смотреть строго в анфас, то кажется, что левый задний фонарь отличается от правого лишь количеством светящихся прямоугольников, но если отойти немного вбок, то… Оказывается, слева OLED-элементы выполнены в форме волны!

0 / 0

OLED-освещение особенно привлекательно для дизайнеров. Ведь, в отличие от обычных светодиодов, тончайший слой специальной пасты из органичес­кого материала можно нанести на поверхность практически любой формы. А значит, дизайн габаритного огня или указателя поворота может быть каким угодно, даже трехмерным. Правда, пока OLED-производители наносят эту пас­ту только на стеклянную подложку, а затем изолируют ее от внешней среды с помощью клея и защитного слоя: органические светодиоды не переносят воду и кислород. С надежностью изоляции, а следовательно, и с долговечностью, пока есть проблемы, которые обещают решить в ближайшие несколько лет.

На этом макете OLED-элементы находятся на стеклянной подложке, но в будущем инженеры намерены наносить «световую» пасту прямо на металличес­кие панели кузова

На этом макете OLED-элементы находятся на стеклянной подложке, но в будущем инженеры намерены наносить «световую» пасту прямо на металличес­кие панели кузова

0 / 0

Ну а если пофантазировать, что проблем уже нет?

Тогда получится любопытный макет автомобиля будущего с силуэтом R8, который Audi впервые продемонстрировала еще в 2013 году на выставке потребительской электроники в Лас-Вегасе. OLED-элементы нанесены по всей длине кузова. Приблизился к машине — и она встретила тебя пробежавшей по корпусу световой волной. Подо­шел к водительской двери — и волна «разбилась» о ее ручку, а если к багажнику — то свет «прибежал» к кнопке открытия.

— Автомобиль будет общаться с владельцем посредством света, причем не только снаружи, но и внутри, — рассказывает Мунтада, и мы подходим к образцу одного из перспективных интерьеров Audi. И речь в данном случае не только о дизайнерских изысках — контурной подсветке и создании определенных акцентов, как на фасадах зданий, — в скором времени освещение салона объединят с системами безопасности. Например, внут­ренние дверные панели, мерцая красным, смогут предупредить водителя и пассажиров о том, что сзади приближается автомобиль или велосипедист.

Основной пучок света в фаре концепткара Audi prologue выходит из линзы, расположенной в верхней части (красная стрелка). А снизу имеется тонкая полоска из пяти дополнительных компактных линз, свет из которых расширяет основной пучок

Лазерно-матричные фары с высоким разрешением могут проецировать на дорогу практически любые рисунки: например, нарисовать темными пикселями слово «Stop», предупреждающее пешехода

0 / 0

А каким в будущем станет головное освещение? Лазерно-матричным! В 2013 году Audi запустила в серийное производство матрично-светодиодные фары на обновленном седане A8, а в прошлом году ограниченным тиражом вышло купе R8 LMX с «лазерным» прожектором дальнего света — и в Ингольштадте намерены объединить эти две технологии. Такими лазерно-матричными фарами оснащены концепты Audi prologue и prologue Avant, предвестники будущей модели A9. Причем если в А8 за сегменты, освещающие дорогу, отвечают отдельные светодиоды, то в будущем появится самая настоящая матрица, как… в домашних видеопроекторах!

На фото изображена часть DMD-матрицы и… лапка муравья. Комментарии о размере зеркал излишни

Принцип образования белого света — такой же, как и в лазерных фарах R8 LMX: синий лазер бьет на пластинку из YAG-люминофора (иттрий-алюминиевого граната), которая излучает яркий белый свет. А вот дальше вместо рефлектора он проходит через линзу и попадает на матрицу типа DMD (Digital Micromirror Device). Она представляет собой компактный чип из огромного количества подвижных мельчайших зеркал, каждое из которых имеет размер всего в несколько десятков микрон. У зеркальца есть два положения: в первом оно направляет световой поток на дорогу, а во втором — в сторону, на теплоотвод. Любопытно, что такие DMD-матрицы производит только одна компания в мире — американский полупроводниковый гигант Texas Instruments, — и их покупают все производители проекторов. Распространится ли «техасская» монополия на автомобильную светотехнику?

Принцип работы лазерно-матричных фар. Каждое мини-зеркальце в DMD-матрице имеет два положения: в одном свет попадает на дорогу, а в другом — нет. Зеркала можно не только «отключать», но и изменять яркость отраженного от них света за счет высокочастотной смены одного положения на другое

Суммарное количество зеркалец в двух фарах Пролога — около 420 тысяч: то есть световой пучок, как картинка на мониторе, состоит из 420 тысяч пикселей. Выходит, если у каждого зеркала есть только два положения, то пиксель может быть либо «черным», либо «белым». А можно ли добиться промежуточных градаций? Да, поскольку зеркало может изменять свое положение до 5000 раз в секунду. Такое «мерцание» обеспечивает свыше тысячи градаций освещенности пикселя. Представляете, какое количество комбинаций светового луча могут выдать такие фары?

Каждое зеркальце установлено на гибком подвесе и отклоняется в ту или другую сторону на угол около 12 градусов. Движением управляют два электрода, которые могут притягивать один из краев зеркальца

Возможности лазерно-матричной светотехники практически безграничны. Если камере, ответственной за автоматическую работу дальнего света, хватит точности, то можно затемнять не весь встречный автомобиль, а только… головы водителя и пассажиров! Еще такие фары смогут подсвечивать дорожные знаки и «рисовать» на проезжей части навигационные подсказки — стрелки и надписи любой сложности. А как вам идея специального света для движения в узких зонах? На дорогу проецируются две яркие параллельные полоски, обозначающие габариты автомобиля.

Жаль, что инженеры Audi прочат лазерно-матричную технологию на конвейер не раньше 2030 года. За это время предстоит решить множество задач, в частности, доработать DMD-чипы, поскольку условия их эксплуатации намного жестче, чем в видеопроекторах: из-за тряски, перепадов влажности и широкого диапазона температур. Примерно тогда же автомобили, общаясь друг с другом и с окружающей инфраструктурой через интерфейс Car-to-X (с помощью технологий беспроводного интернета), станут оптимизировать работу фар, разделяя между собой задачи по освещению дороги для дальнейшего улучшения видимости.

DMD-матрица была разработана в 1987 году Ларри Хорнбеком, сотрудником компании Texas Instruments, которая до сих пор является монополистом в этой сфере. Современные DMD-чипы в видеопроекторах имеют разрешение Full HD (1920х1080), то есть количество зеркал больше двух миллионов, но в концептуальных фарах Audi матрица попроще

Гораздо раньше, как обещают в Audi, появятся габаритные OLED-фонари, продолжится развитие светодиодов и… уйдет в прошлое «ксенон». Действительно, зачем все эти сложности с газонаполненной лампой, поворотными подвесами, управляемыми шторками и блоками розжига, когда их можно заменить десятком светодиодов?

Кстати, белый диод на самом деле получается из синего с помощью все того же YAG-люминофора. А настоящую революцию в освещении произвел именно синий светодиод из нитрида галлия, появившийся в начале 1990-х. Недаром за его изобретение японец Сюдзи Накамура и двое его коллег-соотечественников получили в прошлом году Нобелевскую премию в области физики.

Помимо «умных» дверных панелей, предупреждающих о приближающихся сзади транспортных средствах, в интерьере будущего будет подсвечиваться и руль: если функция автоматического управления автомобилем включена, то баранка горит зеленым, а если водителю необходимо взять контроль на себя — красным

Этот макет задней части автомобиля — фантазия на тему дальнейшего развития OLED-технологий. Свет постоянно движется и напоминает бегущую строку, причем характер движения зависит от скорости машины и совершаемых маневров

0 / 0