Ученые Центра исследования света и здоровья МАРК РИ и ДЖОН БУЛЛО объясняют, почему современные светодиодные фары часто вызывают дискомфорт от яркого света, и как эту технологию можно стандартизировать и внедрить в США для всеобщего блага.

За последние несколько месяцев ученые из Исследовательского центра света и здоровья заметили всплеск запросов о слепящем свете фар. Эта статья призвана прояснить, почему, и проинформировать читателей о том, как блики фар решаются в США.

Эволюция источников света и стандарты

Компромисс между обеспечением прямой видимости для водителей и минимизацией слепящего света для встречных водителей всегда был проблемой. Фотометрические стандарты для галогенных фар ближнего света были разработаны, чтобы помочь обеспечить баланс между этими противоположными объектами. Галогенные фары дальнего света были разработаны для улучшения видимости вперед только тогда, когда другие водители не будут ослеплены. Действительно, много лет назад сложился неписаный общественный договор, согласно которому водитель никогда не будет включать дальний свет фар при наличии встречного транспорта.

Фотометрические стандарты ближнего света были разработаны для статической, неизменной диаграммы направленности галогенных фар, обусловленной чувствительностью к компромиссу между хорошей видимостью вперед и плохим встречным бликом. Фары ближнего света обеспечивали достаточную видимость для водителей транспортных средств, сводя к минимуму чрезмерное ослепление приближающихся водителей. Примерно до 25 лет назад, когда галогенные фары стали заменяться другими источниками света, эта патовая ситуация с фарами была общепринятой среди водителей.

По сравнению с галогенными источниками новая светодиодная технология оказалась более долговечной, эффективной, яркой и легкой для оптического контроля в отношении распределения интенсивности луча. В результате баланс между прямой видимостью и встречным ослеплением стал меняться в пользу водителя, пытающегося видеть дорогу впереди. Но при этом водители, приближающиеся во встречном направлении, стали чувствовать себя ущемленными слепящим светом встречных фар. Таким образом, за последние 25 лет количество жалоб на блики значительно увеличилось, в основном из-за самой новой технологии источников света.

Эти жалобы почти наверняка оправданы, но не потому, что технология светодиодных источников света в корне плоха или даже плохо спроектирована. Наоборот: существующая проблема бликов не связана ни с технологией источников света, ни с неписаным общественным договором между водителями. Нет никаких доказательств того, что водители без разбора используют дальний свет фар. Скорее проблема имеет несколько других причин.

Во-первых, фотометрические стандарты не изменились с изменениями в спектральном распределении мощности светодиодной технологии. Во-вторых, соблюдение существующих стандартов стало слабым. И в-третьих, существующие стандарты не полностью признают вспомогательные технологии, которые значительно улучшают видимость для всех водителей и устраняют ослепление фарами.

Как изменились фары за последние 25 лет? Свет, излучаемый светодиодами, стал голубее, ярче, четче и сфокусированнее — все это помогает водителю лучше видеть ночью. Более синий светодиодный свет на самом деле ярче для человеческого глаза, чем тот же измеренный уровень более желтого света, излучаемого галогенными фарами. По сути, обычная фотометрия, лежащая в основе всех стандартов освещения, просто не улавливает эту повышенную яркость светодиодов, что, по сути, также увеличивает реальную слепимость от встречных фар.

Усугубляя фотометрическую нечувствительность к яркости и бликам в стандартах, правительства большинства штатов больше не требуют от водителей правильно направленных фар. Недавнее исследование лаборатории Light and Health Research Center показало, что почти у двух третей лицензированных автомобилей одна или обе фары были смещены. Поскольку лучи современных фар более сфокусированы, чем в предыдущих технологиях, более вероятно значительное увеличение бликов от неправильно направленных фар. С увеличением доли внедорожников и пикапов с высоко расположенными фарами на дорогах эти неправильно направленные и сильно сфокусированные фары с большей вероятностью направляют большее количество света в глаза водителям. Устаревшие стандарты, которые больше не применяются, означают, что будет больше обоснованных жалоб на блики от светодиодных фар.

Улучшение характеристик автомобильных светодиодов

Галогенные фары давали фиксированные дальний и ближний свет, которые формировались отражателями или рефракторами в соответствии со статическими фотометрическими стандартами. Ограничивая блики для других водителей, галогенные лампы ближнего света не были особенно хороши для выявления опасностей на дороге на расстоянии, а также не подходили для выявления более близких опасностей, которые могли попасть на проезжую часть, поскольку отражатели и рефракторы, формирующие свет от лампы накаливания, были оптически ограничены.

Светодиодные фары обычно не дают ни одного луча. Скорее, они часто производят множество маленьких дискретных лучей от нескольких светодиодных. Это означает, что оптические характеристики многолучевых фар можно настроить так, чтобы они освещали или не освещали любую область впереди водителя.

В сочетании с передовой технологией камеры и компьютерным программным обеспечением каждый дискретный луч можно модулировать в режиме реального времени. Функционально это означает, что лобовое стекло приближающегося автомобиля или зеркало заднего вида автомобиля, следующего за ним, могут оставаться в непрерывной тени в любое время, на любом расстоянии и на любой скорости. Проще говоря, если лобовое стекло или зеркало заднего вида другого водителя находится в тени, бликов нет.

Использование множества небольших дискретных лучей также позволяет водителям увеличить освещенность в любом месте поля зрения, где на проезжей части или за ее пределами возникают потенциальные опасности.

То есть водитель может все время работать с дальним светом, не нарушая социальный договор, чтобы минимизировать блики для других водителей. А поскольку усовершенствованные системы фар являются самокорректирующимися , нет необходимости улучшать старые фотометрические стандарты и требования к прицеливанию или обеспечивать их соблюдение.

Такие передовые системы фар теперь есть на европейских дорогах, но не в США. Это странно, потому что может показаться, что новые стандарты для передовых систем фар, подобные тем, которые сейчас распространены в Европе, могут быть реализованы здесь. Целью нового стандарта будет сбалансировать и, действительно, улучшить старый тупик фар между водителями, движущимися в противоположных направлениях на дорогах США, путем обеспечения лучшей видимости без увеличения бликов.

Фактически, американский стандарт для усовершенствованных систем фар существует с февраля 2022 года. Однако в этой стране нет автомобилей с усовершенствованными системами фар. Производителям транспортных средств сложно быстро внедрить новый и сложный стандарт, который почти столько же, сколько все предыдущие правила освещения транспортных средств вместе взятые. В результате неясно, когда внедрение передовых систем фар в США догонит технологию.

Возможно, всплеск общественного интереса к слепящему свету фар будет способствовать внедрению нового стандарта, потому что передовые системы фар могут явно повысить безопасность при одновременном уменьшении слепящего эффекта для всех водителей — и это будет беспроигрышным для всех.