Đèn pha xe hơi là "đôi mắt" của một chiếc xe hơi. Chúng không chỉ là sự hoàn thiện của ngoại hình, mà còn là thiết bị cốt lõi để đảm bảo lái xe an toàn vào ban đêm và trong điều kiện thời tiết xấu. Từ đèn halogen sớm đến đèn pha ma trận LED ngày nay, sự tiến hóa công nghệ che giấu vô số kỹ sư theo đuổi hiệu quả ánh sáng, tiêu thụ năng lượng và an toàn.
Đèn pha halogen truyền thống phát ra ánh sáng bằng cách sưởi ấm các sợi vonfram. Mặc dù chúng có chi phí thấp, nhưng chúng có độ sáng hạn chế và tuổi thọ chỉ khoảng 500 giờ. Sự xuất hiện của đèn pha Xenon (HID) là một cột mốc quan trọng. Họ sử dụng khí xenon ion hóa điện áp cao để tạo ra ánh sáng mạnh, làm tăng độ sáng lên 300% và kéo dài tuổi thọ lên 3.000 giờ, nhưng sự chậm trễ khởi động và tiêu thụ năng lượng cao vẫn là điểm đau. Đèn pha LED hoàn toàn viết lại các quy tắc. Thông qua nguyên tắc phát quang của các mối nối P-N bán dẫn, chúng đạt được phản ứng ở mức độ lớn và tuổi thọ cực dài là 50.000 giờ, và mức tiêu thụ năng lượng chỉ là 20% đèn halogen. Điều đáng chú ý hơn là công nghệ LED ma trận đã đạt được điều khiển chùm tia cấp độ pixel. Ví dụ, hệ thống ánh sáng kỹ thuật số của Mercedes-Benz có thể chiếu thông tin điều hướng lên đường, trong khi LED Matrix Audi có thể xác định các phương tiện sắp tới thông qua máy ảnh và tự động che chắn chùm tia trong một khu vực cụ thể để tránh ánh sáng chói.
Cấu trúc của đèn pha hiện đại tương đương với các công cụ chính xác. Lấy mô-đun ống kính ánh sáng kép làm ví dụ, nó chứa một bát phản chiếu, tấm che, ống kính và động cơ truyền động. Bát phản chiếu áp dụng thiết kế bề mặt dạng tự do và đường dẫn quang được tối ưu hóa thông qua mô phỏng máy tính để làm cho phân phối chùm tia đáp ứng các yêu cầu cắt ánh sáng và tối của các quy định của ECE R112. Visor được điều khiển bởi một động cơ bước để đạt được công tắc không cảm nhận 0,1 giây khi chuyển đổi giữa chùm tia thấp và chùm sáng cao. Bề mặt của gương phân phối ánh sáng được phủ bằng lớp phủ cấu trúc vi mô, không chỉ có thể cải thiện hiệu quả ánh sáng, mà còn ngăn ngừa lão hóa cực tím.
Sự tích hợp của hệ thống nhận thức môi trường là công nghệ nhiều hơn. Đèn pha được trang bị chức năng ADB (chùm lái thích ứng) có thể xác định các chướng ngại vật trong phạm vi 120 mét trong thời gian thực thông qua mạng nhận thức được chế tạo bởi camera hướng về phía trước và radar sóng milimet. Khi một người đi bộ được phát hiện, hệ thống sẽ làm giảm cường độ ánh sáng của khu vực tương ứng với ngưỡng an toàn trong vòng 0,3 giây, trong khi vẫn duy trì ánh sáng độ sáng cao ở các khu vực khác. Công nghệ "che chắn thông minh" này làm giảm tỷ lệ tai nạn chói vào ban đêm 67%.
Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) đã thiết lập các thông số kỹ thuật nghiêm ngặt cho hiệu suất đèn pha. Lấy cường độ chùm tia cao làm ví dụ, tiêu chuẩn ECE R112 yêu cầu độ lệch trục quang của các phương tiện mới được đăng ký theo hướng dọc phải được kiểm soát trong phạm vi ± 44mm/đập và hướng ngang phải đáp ứng dung sai ± 408mm/DAM. Điều này đòi hỏi chính xác sản xuất để đạt đến cấp Micron. Ví dụ, một thương hiệu Đức sử dụng robot sáu trục để lắp ráp ống kính và dung sai được kiểm soát trong vòng 0,02mm.
Công nghệ hợp tác đường (V2X) sẽ cung cấp cho đèn pha một nhiệm vụ mới. Trong tương lai, các phương tiện có thể giao tiếp với cơ sở hạ tầng thông qua mạng DSRC hoặc 5G -V2X và đèn pha có thể nhận được trạng thái của đèn tín hiệu đường bộ và điều chỉnh trước màu sáng - ví dụ, trong giai đoạn đếm ngược ánh sáng xanh, ánh sáng trắng sẽ dần dần thay đổi để làm mờ đi trình điều khiển để chú ý. Hệ thống "Tương tác ngôn ngữ ánh sáng" này dự kiến sẽ giảm 40%tỷ lệ tai nạn tại giao lộ.
