Hệ thống đèn laser trên ô tô tạo ánh sáng bằng chùm laser chiếu lên lớp phosphor để phát quang trắng có cường độ cao và độ hội tụ lớn. Nhờ hiệu suất quang vượt trội, hệ thống này mở rộng tầm chiếu xa, giảm tiêu thụ điện và tối ưu an toàn. Nội dung trình bày cấu tạo, nguyên lý, quản lý nhiệt, so sánh với LED/Matrix, cùng yêu cầu an toàn khi bảo dưỡng.

1. Tổng quan về hệ thống chiếu sáng trên ô tô

Hiện nay các dòng xe ô tô ngày càng hiện đại, các hệ thống tiện nghi trên xe ngày càng được nâng cấp để phục vụ cho người lái. Riêng hệ thống đèn chiếu sáng đã được nâng cấp rất nhiều từ những loại đèn có kết cấu to cồng kềnh đến những chiếc đèn Led có chip Led nhỏ như hạt đậu.

Cũng lâu đời như chính “ô tô”, chủ đề về công nghệ chiếu sáng ô tô là một phần hấp dẫn và quan trọng của lịch sử ô tô. Rốt cuộc, chúng ta đã đi một chặng đường khá dài từ những chiếc đèn lồng chạy bằng nến đời đầu của xe ngựa cho đến đèn pha laser và ma trận LED hiện đại nhất hiện nay. Mọi thứ đều nhân danh việc lái xe an toàn vào ban đêm.

2. Giới thiệu về hệ thống chiếu sáng Laser

Các nguồn chiếu sáng Laser Light mang lại độ sáng gấp 4 lần đèn LED, mở ra một kỷ nguyên mới rực rỡ về hiệu suất chiếu sáng, an toàn và kiểu dáng ô tô. Nguồn LaserLight cung cấp khả năng chiếu sáng an toàn, phạm vi mở rộng cho các ứng dụng chùm sáng cao và điều khiển chùm sáng chính xác để giảm độ chói, đồng thời cho phép thiết kế đèn pha siêu nhỏ gọn kiểu dáng đẹp để có kiểu dáng tiên tiến. Các nhà thiết kế ánh sáng có thể tự do tạo ra các hệ thống cải tiến có thiết kế tối giản, hiệu quả với cường độ chiếu sáng cao nhất và phạm vi chiếu sáng dài nhất có thể. 

Tầm nhìn tốt hơn trên đường trong điều kiện ánh sáng yếu làm tăng đáng kể sự an toàn khi lái xe. Khả năng nhìn xa hơn nhiều lần cho phép thời gian phản ứng tốt hơn trong các trường hợp khẩn cấp, tăng khả năng an toàn cho người lái.

Đèn pha trên ô tô thường dùng loại laser bán dẫn, cấu tạo giống như trên các loại máy in laser, bút chiếu, máy chống trộm,… Sử dụng nguồn điện làm nguồn bơm, chi phí rẻ, kích thước nhỏ gọn và mức tiêu thụ năng lượng thấp so với các loại laser khác.

3. Sự phát triển của công nghệ chiếu sáng Laser trên ô tô

Hai nhà đại diện đứng đầu về công nghệ đèn pha Laser trên ô không ai khác là hãng BMW và hãng Audi. 

BMW giới thiệu cho các mẫu xe sản xuất – đèn pha laser. Được cung cấp lần đầu tiên vào năm 2014 trên BMW i8, nó được sử dụng như một nguồn chiếu sáng chùm xa bổ sung, kết hợp với đèn pha LED truyền thống của BMW cho đèn chạy ban ngày. Điều thực sự ấn tượng về chúng là chúng cung cấp tầm nhìn khoảng 600m.

Cách thức hoạt động của chúng dựa trên ba tia laser xanh công suất cao hướng vào một nguyên tố trong suốt, màu vàng làm từ phốt pho. Điều này chuyển đổi ánh sáng xanh thành ánh sáng trắng sáng hơn gấp 10 lần so với đèn pha LED của BMW. Độ sáng cũng là một yếu tố hạn chế trong việc ứng dụng công nghệ đèn laser, tính đến thời điểm hiện tại, chúng chỉ được sử dụng cho đèn pha và chỉ bật ở tốc độ trên khoảng 60 km/h, tắt khi tốc độ giảm xuống dưới 55 km/giờ.

Mặc dù có trọng lượng, kích thước và khả năng tiết kiệm năng lượng nhất định nhưng đèn pha laser của BMW vẫn là một công nghệ còn rất mới. Do đó, chúng khá đắt tiền để sản xuất, đó là lý do tại sao chúng chỉ được sử dụng trên các loại xe cao cấp của dòng sản phẩm Bavarian. Giá phải được bù đắp bằng tuổi thọ của chúng, được cho là vượt quá 50.000 giờ.

Hiện tại, ưu điểm chính của chúng là phạm vi chiếu sáng ấn tượng và thực tế là chúng cho phép tạo ra một số thiết kế đèn pha thú vị nhờ kích thước nhỏ gọn của chúng. Thông thường, bạn cũng có thể dễ dàng phân biệt chúng với các loại đèn khác nhờ một số đề can hoặc sọc màu xanh lam trên nắp kính.

Cùng với sự phát triển về công nghệ chiếu sáng Laser của hãng BMW thì hãng Audi cũng là hãng đi đầu trong việc phát triển đèn Laser. Nó được trang bị cho một số mẫu xe hàng đầu của hãng. Đèn Laser của Audi tăng gấp đôi phạm vi của chùm sáng xa. Một mô đun Laser nhỏ trong mỗi đèn pha tạo ra một hình nón ánh sáng kéo dài vài trăm mét làm đèn chiếu. Chùm tia laser màu xanh đơn sắc và kết hợp có bước sóng 450 nanomet. Bộ chuyển đổi phốt pho biến nó thành ánh sáng trắng phù hợp để sử dụng trên đường với nhiệt độ màu 5.500 Kelvin (điều kiện lý tưởng cho mắt người).

Người lái xe cảm nhận độ tương phản cao hơn và ít mỏi mắt hơn. Điểm Laser, hoạt động ở tốc độ 70 km/h trở lên, cũng mang lại lợi thế về tầm nhìn và an toàn đáng kể. Điểm Laser tự động mờ đi nếu camera gắn trên kính chắn gió phát hiện những chiếc xe khác trong phạm vi quét của nó.

Công nghệ Laser Matrix dựa trên LaserSpot dành cho đèn pha mà Audi lần đầu tiên đưa vào sản xuất trên Audi R8 LMX. Lần đầu tiên, tia Laser sáng có thể tích hợp công nghệ máy chiếu vào một chiếc đèn pha nhỏ gọn và mạnh mẽ.

Hiện nay, công nghệ đèn bi Laser đang trong giai đoạn phát triển và phổ biến khá rộng rãi trong các dòng xe. Một số nhà sản xuất đã giới thiệu các dòng đèn bi Laser trên một số mẫu xe cao cấp.

Một số dòng đèn bi Laser được biết đến như:

• BMW Laserlight: BMW là một trong những nhà sản xuất xe hơi hàng đầu sử dụng công nghệ đèn bi Laser trên một số mẫu xe. Hệ thống BMW Laserlight cung cấp ánh sáng chiếu xa và sắc nét hơn, tăng cường tầm nhìn và an toàn khi lái xe.
• Audi Matrix Laser: Audi cũng giới thiệu công nghệ đèn bi Laser trên một số mẫu xe cao cấp của họ. Hệ thống Audi Matrix Laser sử dụng tia Laser để tạo ra ánh sáng mạnh và tập trung, cho phép điều chỉnh ánh sáng theo điều kiện đường và môi trường xung quanh.
• Mercedes-Benz Digital Light: Mercedes-Benz đã giới thiệu công nghệ đèn bi laser trong hệ thống Digital Light của họ. Đèn bi Laser của Mercedes-Benz cung cấp ánh sáng chiếu xa và tập trung, có khả năng hiển thị các biểu tượng và thông báo trên mặt đèn.
• Porsche Dynamic Laser Light: Porsche cũng đã sử dụng công nghệ đèn bi Laser trong hệ thống Dynamic Laser Light của họ. Đèn bi Laser của Porsche tạo ra ánh sáng tập trung và chiếu xa, cung cấp tầm nhìn tốt hơn và an toàn khi lái xe.

Các dòng đèn bi Laser này được tích hợp trong các mẫu xe cao cấp và được coi là công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực chiếu sáng ô tô. Tuy nhiên, hiện nay việc sử dụng đèn bi Laser đã được trang bị khá rộng rãi trong phạm vi thị trường xe ô tô.