První auta svítila petrolejkami. Dnes jsou běžné diody a nastupuje laser

První automobily, jež byly přímo odvozeny od kočárů tažených koňmi, svítily petrolejovými lampami. Brzy však vznikla potřeba nejen být viděn, ale také vidět na cestu. Krátkodobým řešením se ve druhé dekádě 20. století staly tzv. karbidky – lampy, které svítily spalováním acetylenu. Ten byl vyráběn přímo ve svítilně smícháním vody s karbidem vápenatým, svítilna obsahovala oddělené nádoby pro obě látky. Toto řešení však nebylo příliš praktické, a tak automobilky záhy přesedlaly na mnohem pohodlnější elektrické osvětlení žárovkou s wolframovým vláknem v inertní atmosféře. Na autech se objevily nejen čelní reflektory, ale také zadní poziční a brzdová světla. Se zvyšujícím se světelným výkonem bylo potřeba zabránit oslnění, takže došlo k odlišení potkávacích a dálkových světel. Na přelomu 30. a 40. let si pak do aut našla cestu směrová světla, u některých vozů dokonce s automatickým vypnutím po vyrovnání volantu! Normou se v Evropě staly reflektory s vyměnitelnou žárovkou.

První reflektory byly petrolejové lampy s krycím sklem. Na obrázku Mercedes 45 hp z roku 1903.

Revoluce přišla v roce 1962 s nástupem halogenových světelných zdrojů. Vlákno žárovky je nadále wolframové, změna se udála v atmosféře uvnitř baňky, kam byl přidán brom či jod. Díky průběhu tzv. halogenového cyklu je dosaženo vyšší teploty vlákna a tím pádem bělejšího světla a delší životnosti. Ve vozech se objevují stále a v těch levnějších budou i v budoucnu, protože světelný výkon je dostatečný a jejich velkou výhodou je nízká cena a snadná výměna žárovky.

Dalším směrem vývoje se stalo usměrnění světelného paprsku. Až do 80. let používaly světlomety čirou parabolickou odrazovou plochu a paprsek byl následně usměrňován optikou v krycím skle. Alternativou se stala hned dvě různá řešení, která optiku v krycím skle postupně nahradila. První světelné paprsky směruje pomocí eliptické čočky, která se nachází mezi žárovkou a krytem světla. Jelikož je princip podobný projektoru, často je tento typ označován jako projekční. Poprvé se objevil v roce 1969 jako přídavné dálkové světlo na vozech Dodge pod názvem Super-Lite.

Doporučujeme galerii: Světla na vozech Škoda aneb od plynové lampy po adaptivní LED

S rozvojem počítačového modelování se mohla usměrňovací optika přesunout přímo na odrazovou plochu. Simulací byla navržena vhodná geometrie bez ohledu na tvar odrazové plochy, což předtím nebylo možné. Poprvé se takový světlomet s čirým krycím sklem objevil v roce 1990 u Hondy Accord.

V roce 1992 uvedlo BMW řady 7 (e34) tzv. xenonový světlomet. Konstrukčně se jedná o projekční reflektor (v některých vozech též parabolický, např. v Mercedesu E W210 či ve vozech Volvo z přelomu tisíciletí), místo klasické žárovky je však použita výbojka. Mezi dvěma elektrodami v atmosféře inertního plynu (nejčastěji xenonu) vznikne pod vlivem impulzu několika tisíc voltů elektrický oblouk. To s sebou na jedné straně přináší nutnost řídicí elektroniky a startéru, na druhé straně ale také delší životnost žárovky a výrazně vyšší svítivost. Další výhodou je barevná teplota světla, která se více než u halogenové žárovky podobá světlu dennímu.

Laserové diody jsou budoucností v osvětlení díky mimořádnému jasu a miniaturním rozměrům

Matrix LED světlomet je v současnosti nejmodernější běžně rozšířený systém

Aby nedošlo k oslnění, legislativa vyžaduje u zdrojů se světelným tokem vyšším než 2000 lumenů zástavbu automatického nastavování sklonu paprsků v závislosti na zatížení a ostřikovače světel. Původně byly xenonové výbojky použity pouze pro potkávací světla. Od roku 1999 převzalo štafetu Audi A8 s tzv. bixenonovými světly, jež pracují též jako dálková. Jelikož výkon výbojky není možné rychle regulovat, změna mezi potkávacím a dálkovým režimem je realizována clonou před výbojkou, případně posunem výbojky.

Evolucí bixenonů jsou tzv. AFS (Adaptive Frontlight System) světlomety, které díky možnosti natáčení čočky před žárovkou umožňují operativně upravovat kužel světla podle daných podmínek – širší osvit ve městě, delší na dálnici a natáčení do zatáček. Nejpokročilejší systémy obsahují i clonu, která je schopna při dálkovém režimu světel zakrýt část paprsků tak, aby nedošlo k oslnění ostatních účastníků provozu.

Adaptivní světlomety dynamicky upravují osvětlenou plochu podle reálných podmínek

Především z důvodu úspory elektrické energie se ve vozech začaly objevovat LED – diody vyzařující světlo. První taková byla potkávací světla pro Lexus LS600h v roce 2006 a o rok později přišlo Audi R8 s plně diodovými předními světlomety. Diody jsou polovodičové součástky, které jsou schopny při průchodu elektrického proudu vyzařovat světlo díky jevu zvanému elektroluminiscence. Výhodou je násobně delší životnost, nízká spotřeba energie a nezanedbatelný bonus je také tvůrčí svoboda designérů, protože zástavbové rozměry jsou malé. Nevýhodou je potom nutnost přídavného chlazení. Diody mohou být ve světlometu umístěny do mřížky zvané matice (Matrix LED). Řídicí elektronika na základě informací z kamery potom může rozhodnout o rozsvěcení a zhasínání jednotlivých diod mřížky podle aktuální situace a tím podobně jako pokročilé AFS umožnit plný svit dálkových světel bez oslňování.

Doporučujeme kvíz: Poznáte modely aut jen podle fotky předního světla?

Další výrazné zlepšení dosvitu slibuje zatím poslední novinka, laserové světlomety. Jejich předpokládaná výdrž je shodná s životností vozu a také se vyznačují menšími zástavbovými rozměry než LED. Zatím jsou ale velmi drahé. Pro dálková světla byly představeny v roce 2014 v BMW i8 a Audi R8.

Jak fungují? Laserová dioda je stejně jako LED polovodičová součástka, která poskytuje aktivní prostředí, v němž může dojít ke stimulované emisi fotonů, jež je následně zesílena v tzv. rezonátoru, a dojde ke vzniku koherentního monochromatického záření. Po odrazu od fosforové destičky vzniká bílý paprsek světla, který může být dále regulován čočkou jako u předchozích systémů.

David Štěpán