مصابيح السيارة الأمامية الليزرية: كل ما تحتاج إلى معرفته

لم يعد الليزر خيالاً علمياً - فهو يعمل على تشغيل المصابيح الأمامية للسيارات الحديثة في طرازات مثل BMW وأودي. ولكن ما هي مصابيح الليزر الأمامية للسيارة بالضبط؟ كيف تعمل، وما هي مزاياها مقارنة بمصابيح الهالوجين أو الزينون أو مصابيح LED؟

في هذا الدليل، سنشرح لك كل ما تحتاج إلى معرفته عن مصابيح الليزر الأمامية، بدءاً من التقنية والأداء ووصولاً إلى الإيجابيات والسلبيات والتطبيقات الواقعية.

ما هو مصباح الليزر الأمامي؟

تستخدم المصابيح الأمامية الليزرية ثنائيات الليزر لتوليد شعاع ضوء أزرق، والذي يقوم بعد ذلك بتنشيط مادة فوسفورية - مشابهة لمصابيح LED - لإنتاج إضاءة بيضاء ساطعة. توفر هذه التقنية كفاءة أعلى وتصميماً أصغر حجماً ومدى أطول مقارنةً بمصابيح LED الأمامية التقليدية.

في عام 2014، قامت شركة أوسرام الألمانية بتطوير أول وحدة ليزر تعمل بالليزر عن بُعد (LARP) في العالم، وكانت هذه هي المرة الأولى التي يكون فيها مصدر الضوء الأبيض القائم على الليزر مناسباً لإضاءة السيارات.

وبعد فترة وجيزة، تم إطلاق تقنية المصابيح الأمامية الليزرية رسمياً في السوق، وبحلول عام 2015 دخلت هذه التقنية مرحلة الإنتاج الضخم.

أول مصابيح ليزر أمامية أمامية مثبتة على بي إم دبليو i8 وسيارة BMW الفئة السابعة، التي أحدثت تأثيراً كبيراً في عالم السيارات.

كيف تعمل مصابيح الليزر الأمامية الليزرية؟

إذا أخذنا نظام المصابيح الأمامية الليزرية في سيارة BMW i8 كمثال، يمكن تقسيم هيكل المصباح الأمامي الليزري إلى أربعة مكونات تقريباً: مصدر ضوء ليزر، وعاكس، ومرشح فوسفوري أصفر، ووعاء عاكس.

يبعث الصمام الثنائي الليزري الأزرق ضوءًا يصطدم بالعاكس، الذي يركزه على مرشح الفوسفور الأصفر. ويمتص الفوسفور الطاقة من الليزر الأزرق وينتج ضوءاً أبيض، ثم ينعكس مرة أخرى على وعاء العاكس، مكوناً شعاعاً أبيض مركزاً مخروطي الشكل يضيء الطريق أمامك.

لذا، على الرغم من أن الصمام الثنائي الليزري يبعث ضوء ليزر أزرق، فإن الضوء الأبيض النهائي ليس ليزرًا حقيقيًا. وبما أن صمامات الليزر الثنائية يمكن أن تبعث ضوءًا أحادي اللون فقط ولا يمكنها إنتاج ضوء أبيض مباشرة، فإن تصميم المصابيح الأمامية الليزرية في سيارة i8 يستعير النهج الشائع المستخدم في المصابيح الأمامية LED: مزيج من ضوء أزرق أحادي اللون + مرشح الفوسفور الأصفر لتوليد الضوء الأبيض الذي نراه.

على الرغم من أن المبدأ مشابه لمصابيح LED الأمامية، إلا أن مصابيح الليزر الأمامية توفر كثافة ضوئية تبلغ 1.7 ضعف كثافة مصابيح LED بنفس القوة، ويمكن أيضاً جعل النظام أصغر من مصابيح LED الأمامية.

ما هي السيارات المزودة بمصابيح أمامية ليزر؟

عندما يتعلق الأمر بالمصابيح الأمامية الليزرية، فإن أسماء قليلة هي التي تحظى بأهمية أوسرام. فقد قامت بتشغيل كل السيارات المعروفة التي يتم إنتاجها بكميات كبيرة والمزودة بهذه التقنية المتطورة.

أصبحت سيارة BMW i8 أول سيارة إنتاجية في العالم مزودة بمصابيح أمامية تعمل بالليزر في عام 2014، تلتها سيارة BMW الفئة السابعة الجديدة وسيارة Audi R8 LMX في عام 2015. ثم قامت أودي بتزويد سيارة R8 الرياضية بهذه التقنية، والتي توقف إنتاجها الآن.

وفي العام نفسه، استخدمت سيارة بورشه 919 الحائزة على جائزة لومان 919 إضاءة الليزر المتقدمة من أوسرام.

واليوم، تتوفر مصابيح الليزر الأمامية في طرازات مثل BMW الفئة الرابعة غران كوبيه وX7، بينما لا تزال أودي توفرها في طرازات Q8 وA7 وA5 وQ7.

هل مصابيح الليزر الأمامية قانونية في الولايات المتحدة؟

في الولايات المتحدة الأمريكية، تخضع مصابيح الليزر الأمامية للوائح صارمة بموجب المعيار الفيدرالي لسلامة السيارات (FMVSS) 108.

تحدّ هذه القواعد من شدة المصابيح الأمامية إلى 150,000 شمعة ومدى الشعاع إلى 250 متراً فقط (820 قدماً)، وهو أقل بكثير من 430,000 شمعة المسموح بها في أوروبا.

وبسبب هذه الحدود، لا تقدم مصابيح الليزر الأمامية ميزة تذكر مقارنة بمصابيح LED، التي تتميز بأسعار معقولة وكفاءة عالية.

منذ عام 2014، تحسّنت مصابيح LED الأمامية المصفوفة بشكل ملحوظ، حيث توفر توزيعاً ممتازاً للضوء والسطوع، ما يجعل مصابيح الليزر الأمامية أقل عملية في الطرازات الجديدة.

وفقاً لتقرير مجلة Fortune، ليس لدى أودي خطط ثابتة لإضافة أضواء الليزر إلى طرازات الإنتاج المستقبلية، على الرغم من أن هذا الاحتمال غير مستبعد تماماً.

أكد مدير منتجات السيارات الكبيرة في BMW، أندرياس سوهرير، أن BMW تستخدم حالياً مصابيح الليزر الأمامية في طراز G26 (الفئة الرابعة غران كوبيه) و X7 فقط، ولكن ليس لديها خطط للطرازات المستقبلية.

إيجابيات وسلبيات مصابيح الليزر الأمامية

مزايا مصابيح الليزر الأمامية:

مسافة إضاءة أطول

إن المصابيح الأمامية الليزرية في الفئة السابعة من BMW هي نفسها المستخدمة في سيارة BMW i8، حيث توفر كفاءة تبلغ 170 لومن لكل واط. وبالمقارنة بمصابيح LED التقليدية التي تبلغ 100 لومن لكل واط، فإن هذا يمثل زيادة في السطوع بمقدار 70%. تبلغ مسافة الإضاءة أيضاً ضعف مسافة إضاءة مصابيح LED الأمامية القياسية.

وقد أثبت الدكتور حنفي في الاختبارات الواقعية أن مصابيح BMW الأمامية الليزرية تضيء الطريق بأكمله لمسافة نصف ميل تقريباً، مما يحول القيادة الليلية إلى تجربة واضحة وآمنة. تضمن هذه التقنية الثورية للسائقين رؤية أبعد والتفاعل بشكل أسرع والتمتع بمستوى جديد كلياً من الثقة خلف عجلة القيادة.

حجم صغير الحجم

يمكن الآن تصنيع مصباح LED واحد بحجم صغير يصل إلى 10 ميكرومتر فقط - أصغر بـ 100 مرة من مصابيح LED المصغرة الحالية. تخيّل لو أصبحت المصابيح الأمامية بهذا الحجم الصغير: سيتمتع مصممو السيارات بحرية إبداعية أكبر بكثير في تصميم الواجهة الأمامية، ويمكن أن تبدو المصابيح الأمامية للسيارة في المستقبل مختلفة تماماً عما نراه اليوم.

استهلاك منخفض للطاقة

يمكن أن يبلغ قطر العنصر الباعث للضوء بضعة ميكرومترات فقط - أي حوالي 11 تيرابايت 3 تيرابايت من مصباح LED التقليدي. وهذا يعني أنه لتحقيق الإضاءة نفسها، تستهلك مصابيح الليزر الأمامية طاقة أقل، مما يوفر الطاقة.

"تتطلب مصابيح الليزر الأمامية طاقة أقل بنسبة 30% تقريباً من مصابيح LED الأمامية مع توفير الأداء الضوئي نفسه."

د. عبد المالك حنفي - مطور أضواء الليزر BMW

اختراق أفضل للضوء

بالإضافة إلى ذلك، تتفوق مصابيح الليزر الأمامية بفضل شعاعها الضيق بشكل طبيعي، على مصابيح LED من حيث المدى والاختراق. ويمكن ملاحظة ذلك بشكل خاص أثناء القيادة الليلية أو في المطر والضباب، مما يمنح السائقين رؤية أوضح ويسمح لهم بالتفاعل مبكراً مع ظروف الطريق.

عمر أطول

تعاني مصابيح LED الأمامية من مشاكل حرارية كبيرة نسبيًا، مما يتطلب نظام تبريد أكثر تطلبًا. في المقابل، تتميّز مصابيح الليزر الأمامية بمساحة انبعاث ضوء أصغر واستهلاك أقل للطاقة، ما يجعل نظام التبريد الخاص بها أبسط. بالإضافة إلى ذلك، تستجيب مصابيح الليزر الأمامية بشكل أسرع، وتولّد حرارة أقل، وتدوم نظرياً لفترة أطول، وتوفر أماناً أفضل في حالة حدوث تصادم.

عيوب مصابيح الليزر الأمامية:

التكلفة العالية

العيب الرئيسي لمصابيح الليزر الأمامية هو تكلفتها العالية. فوفقاً لوسائل الإعلام، وصلت التكلفة الإجمالية لنظام المصابيح الأمامية الليزرية إلى 10,000 دولار أمريكي، وهو ما يعادل سعر سيارة مدمجة.

شعاع الضوء الضيق

تنتج المصابيح الأمامية الليزرية شعاعًا شديد التركيز، مما قد يحد من المساحة المضاءة على الطريق. وهذا ما يجعل من الصعب رؤية الأجسام المحيطية أو المشاة أو الحيوانات، مما يقلل من الرؤية الإجمالية مقارنةً بالمصابيح الأمامية ذات الشعاع الأوسع.

القيود التنظيمية

نظرًا لأن تقنية المصابيح الأمامية هذه جديدة نسبيًا، فهي غير مفهومة على نطاق واسع، وقد تقيد بعض المناطق استخدامها لأنها تتضمن أشعة الليزر.

مصابيح الليزر مقابل مصابيح LED الأمامية: أيهما أفضل؟

عندما يتعلق الأمر بإضاءة السيارات الحديثة، يبرز كل من مصابيح LED الأمامية ومصابيح الليزر الأمامية كخيارين متقدمين. ويوفر كل منهما مزايا فريدة من نوعها، فمصابيح LED ميسورة التكلفة ومتوفرة على نطاق واسع وموفرة للطاقة، بينما توفر مصابيح الليزر الأمامية سطوعًا شديدًا ورؤية بعيدة المدى. لمساعدتك على رؤية الاختلافات بشكل أوضح، إليك مقارنة بين المصابيح الأمامية بمصابيح الليزر الأمامية ومصابيح الليزر الأمامية:

الميزة	مصباح أمامي LED	مصباح ليزر أمامي ليزر
نمط الشعاع	شعاع عريض	شعاع التركيز
المسافة القصوى للإضاءة	300 متر	600 متر
التبريد	ينتج المزيد من الحرارة	ناتج حرارة أقل
التكلفة	$$$	$$$$
التوفر	متوفرة على نطاق واسع لمعظم أنواع المركبات	تقتصر في الغالب على السيارات الفاخرة والفاخرة
الإيجابيات	تغطية شعاع أوسع متوسط التكلفة موثوقية مثبتة سهولة التوافر	مسافة إضاءة أطول استجابة أسرع استهلاك أقل للطاقة عمر أطول
السلبيات	باهظة الثمن قليلاً	التكلفة مرتفعة للغاية. فوفقاً لتقارير وسائل الإعلام، يمكن أن تصل تكلفة نظام المصابيح الأمامية الليزرية الكاملة إلى $10,000، أي ما يعادل سعر سيارة صغيرة.

الملخص: على الرغم من أن مصابيح الليزر الأمامية توفر مزايا مذهلة، إلا أن تكلفتها العالية تحد من انتشار استخدامها على نطاق واسع. وعلى النقيض من ذلك، تقدمت تقنية LED بسرعة، مما جعل مصابيح LED الأمامية شائعة في العديد من طرازات السيارات.

كما يمكن للسائقين الترقية من لمبات الهالوجين إلى لمبات LED بدون استبدال مجموعة المصابيح الأمامية بالكامل. في الوقت الحالي، تبقى مصابيح الليزر الأمامية حصرية للسيارات الفاخرة, بعيدًا عن متناول عامة الناس.

شروط تفعيل المصباح الأمامي الليزري

السبب الرئيسي الذي يجعل العديد من البلدان حذرة بشأن مصابيح الليزر الأمامية هو السلامة. يمكن أن يكون الليزر ضاراً، ويمكن أن يؤدي التعرض المباشر للعينين إلى تلف شبكية العين بشكل دائم. ولهذا السبب وضعت أودي وبي إم دبليو شروطاً صارمة جداً لتفعيل وحدات الليزر الخاصة بها، والتي يجب أن تستوفي جميع المتطلبات التالية في آن واحد

1. في طريق مظلم تماماً

تأكد من عدم وجود ضوء محيط كبير. لن يتم تنشيط المصابيح الأمامية الليزرية إذا كانت هناك سيارة قادمة وأضواؤها مضاءة، أو سيارة في الخلف تستخدم أضواء عالية، أو أضواء الشوارع الساطعة على طول الطريق، أو لافتات الطرق العاكسة بشكل مفرط.

2. يجب أن تتجاوز السرعة 60 كم/ساعة (37 ميلاً في الساعة):

يتطلب وضع الليزر عادةً أن تسير السيارة بسرعة أعلى من سرعة معينة، غالباً ما تكون حوالي 60 كم/ساعة (37 ميلاً في الساعة)، لضمان استخدامه بشكل أساسي على الطرق المفتوحة.

3. الطريق أمامنا مفتوح:

يكتشف النظام عدم وجود مركبات قادمة أو حركة مرور قريبة، مما يمنع التوهج أو تلف العين المحتمل.

مستقبل المصابيح الأمامية الليزرية

عندما يتعلّق الأمر بتطوير المصابيح الأمامية للسيارات، ربما يعتقد الكثير من الأشخاص أن التطور هو الهالوجين → زينون → LED → ليزر. حتى إن العديد من محترفي الإضاءة في السيارات، كانوا يفكرون بهذه الطريقة. ولكن بالنظر إلى الاتجاهات الحالية، ليس هذا هو الحال بالضرورة!

والسبب في ذلك هو أن مصابيح الليزر الأمامية يبدو أنها تفقد بعض الزخم. فحتى شركتا BMW وأودي، اللتان كانتا من بين أكثر الشركات نشاطاً في تزويد طرازاتهما الرائدة بمصابيح الليزر الأمامية، اعترفتا بعدم وجود خطط تطوير مؤكدة لهذه التقنية.

كما أوضح سوهرر "لا تحتوي مصابيح G60 وG61 (السلسلة 5) على هذه التقنية، ولا تحتوي السلسلة 7 الجديدة على هذه التقنية. إن مصابيح الليزر جيدة جداً بالنسبة إلى المدى المطلق، ولكن الجيل الأحدث من مصابيح LED المصفوفة يوفر توزيعاً أفضل للضوء، لذا فإن تركيزنا ينصب على تقنية LED للمضي قدماً".

ولكن لماذا تتلاشى مصابيح الليزر الأمامية من السوق؟ قد يفكر معظم الناس أولاً في التكلفة، لكنني لا أعتقد أن هذا هو السبب الرئيسي.

ففي نهاية المطاف، تُعدّ طرازات مثل أودي A8 وبي إم دبليو الفئة السابعة من السيارات الفاخرة من الدرجة الأولى، وهي مزودة بكل المزايا الفاخرة. إن الإيحاء بأن صانعي السيارات يخفضون تكاليف مثل هذه السيارات ليس مقنعاً!

من وجهة نظري، يعود السبب الحقيقي وراء الاستغناء التدريجي عن مصابيح الليزر الأمامية إلى نقطتين:

أولاً، المصابيح الأمامية الليزرية أنيقة أكثر من كونها جوهرية.

بصفتنا شركة مصنعة تركز على إضاءة السيارات منذ سنوات عديدة، فإننا ندرك ما هي المصابيح الأمامية الليزرية. بصراحة، إنها ميزة تسويقية إلى حد كبير. في الأساس، لا تزال تعتمد بشكل أساسي على تقنية LED لإنتاج الضوء المنخفض والعالي.

على الرغم من احتواء المصابيح الأمامية الليزرية على أشعة الليزر، إلا أن استخدامها محدود جداً. فمصابيح الليزر الأمامية من BMW وأودي لها شروط تفعيل صارمة للغاية. على سبيل المثال، يجب أن تكون السيارة تسير فوق 60 كم/ساعة، يجب أن تكون البيئة المحيطة مظلمة تماماً، ويجب أن تكون المصابيح الأمامية في الوضع التكيّفي. فقط عند استيفاء هذه الشروط الثلاثة سيتم تنشيط الليزر تلقائياً في وضع الإضاءة العالية.

بالنسبة لمعظم ظروف الطرق في العديد من البلدان، حتى عند القيادة على الطرق السريعة، من الصعب جداً استيفاء هذه الشروط الثلاثة في وقت واحد.

ونتيجة لذلك، يشعر الكثير من السائقين بأن "لديّ مصابيح ليزر أمامية، ولكن لماذا لا تبدو مختلفة عن المصابيح الأمامية العادية؟ السبب بسيط: لا يتم تنشيط وظيفة الليزر فعليًا، لذا من الناحية العملية، تعمل المصابيح الأمامية مثل المصابيح الأمامية العادية.

ولكن لماذا تم تصميم مصابيح الليزر الأمامية بهذه الطريقة؟ الحقيقة هي أنه لا يوجد خيار آخر، فالليزر شديد السطوع. إذا تم تسليطه مباشرة في عين شخص ما، فقد يتسبب في العمى المؤقت. لذلك، يجب اتخاذ تدابير سلامة صارمة قبل التفعيل. ولضمان السلامة المطلقة، فإن ظروف التشغيل الصعبة هذه ضرورية.

ثانياً، تطور المصابيح الأمامية إلى تقنية رقمية

في الواقع، هذه ليست تقنية جديدة تماماً. ففي عام 2020، بينما كانت BMW وأودي لا تزالان تركزان على مصابيح الليزر الأمامية، كانت مرسيدس تزود سيارتها الرائدة الفئة S بمصابيح أمامية تعمل بتقنية البكسل التي تصل إلى 2.6 مليون بكسل. كما تستخدم طرازات مثل وينجي M9 تقنية مماثلة.

في الأساس، لا تزال هذه المصابيح الأمامية تعتمد بشكل أساسي على مصابيح LED، ولكن التكنولوجيا متطورة للغاية. خذ المصابيح الأمامية الرقمية "Starlight" من مرسيدس كمثال: يحتوي كل مصباح أمامي على 1.3 مليون مرآة صغيرة. يتم التحكم في كل مرآة صغيرة بواسطة رقاقة DMD، ويمكن لكل مرآة صغيرة ضبط زاوية الإسقاط بشكل مستقل. وهذا لا يسمح للمصابيح الأمامية بتوفير الإضاءة فحسب، بل يتيح لها أيضاً عرض أنماط معقدة على الطريق أمامك، مما يوفر معلومات مرجعية دقيقة عن القيادة للسائق.

على الرغم من أن المصابيح الأمامية الليزرية لا مثيل لها من حيث السطوع والمدى، إلا أنها لا تتفوق من الناحية العملية مقارنةً بالمصابيح الأمامية التي تعمل بتقنية البكسل. وبالنسبة إلى شركات صناعة السيارات، فإن ذلك يجعل الخيار واضحاً ومباشراً.

التطلع إلى ما وراء الليزر: لماذا تختار مصابيح NAOEVO LED الأمامية

ربما كان يُنظر إلى مصابيح الليزر الأمامية في السابق على أنها الأفضل في مجال إضاءة السيارات، ولكن تكلفتها العالية وظروف تشغيلها المقيدة تجعلها غير عملية لمعظم السائقين. من ناحية أخرى، تثبت مصابيح LED الأمامية بسرعة أنها الخيار الأكثر ذكاءً وعملية.

وبفضل الكفاءة الفائقة والأداء الموثوق به في ظروف القيادة اليومية والتوافق الأوسع نطاقاً مع السيارات، تستعد تقنية LED للتفوق على مصابيح الليزر الأمامية في المستقبل. من بين خيارات مصابيح LED, نويفو تتميّز لمبات مصابيح LED الأمامية عالية الجودة التي توفر ضوءًا ساطعًا وثابتًا وأنماط شعاع دقيقة وإدارة متقدمة للحرارة، مما يجعلها ترقية مثالية للسائقين الذين يبحثون عن الأداء والقيمة في الوقت نفسه.

تعطي NAOEVO الأولوية لكفاءة الضوء وليس الطاقة العالية

تقوم شركة NAOEVO بتصنيع لمبات مصابيح LED أمامية عالية السطوع منذ 19 عامًا. إن أكثر ما يحبه العملاء في منتجاتها هو "الناتج الساطع جدًا" و"الجودة العالية" و"نمط الشعاع الممتاز". ويكمن السر في تركيزهم على تحسين كفاءة الإضاءة بدلاً من مجرد السعي وراء أرقام طاقة أعلى.

خذ NAOEVO S3MAX LED لمبة المصباح الأمامي كمثال. توفر كل لمبة 45 واط و 5000LM، وحتى بعد ساعة من الاستخدام، تبقى الطاقة مستقرة عند 40 واط. تصل كفاءة إضاءتها إلى 120LM/W مثيرة للإعجاب، في حين أن اللمبات الأخرى ذات الطاقة المماثلة تصل عادةً إلى 90-100LM/W فقط.

بفضل كفاءة الإضاءة العالية التي تتميّز بها مصابيح NAOEVO LED الأمامية، فإن سطوع مصابيح NAOEVO LED الأمامية ليس أقل من مصابيح الليزر.

مصابيح NAOEVO الأمامية LED مصممة لتتناسب مع مصابيح الهالوجين

يتمثّل مصدر القلق الرئيسي لمعظم العملاء عند الترقية إلى لمبات مصابيح LED الأمامية في السؤال التالي: "هل ستتناسب هذه اللمبات مع لمبات الهالوجين الخاصة بي؟ "هل ستكون شديدة السطوع وتسبّب وهجًا؟ "هل سيكون نمط الشعاع الضوئي مماثلاً لنمط لمبات المعدّات الأصلية؟ تجيب NAOEVO عن كل هذه الأسئلة من خلال تصميم هالوجين دقيق بنسبة 1:1 وتقنية بصرية متطورة. ويضمن ذلك نمط شعاع مثالي وعدم التوهج والتركيب الحقيقي للتوصيل والتشغيل.

يمكن لمبات مصابيح LED الأمامية من NAOEVO استبدال لمبات الهالوجين مباشرةً من دون تغيير المبيت بالكامل. في المقابل، عند تعطّل المصباح الأمامي الليزري، قد يكون الإصلاح أو الاستبدال مكلفًا للغاية، ما يجعل مصابيح LED من NAOEVO الخيار الأكثر ذكاءً وعمليًا.

الكلمات الأخيرة

تمثّل المصابيح الأمامية الليزرية للسيارة أحدث ما توصلت إليه إضاءة السيارات، حيث توفر سطوعًا لا مثيل له ورؤية بعيدة المدى. ولكن عند المقارنة بين مصابيح LED الأمامية ومصابيح الليزر الأمامية، من الواضح أن مصابيح LED تظل الخيار الأكثر عملية لمعظم السائقين.

شارك هذا المنشور