Pierwsze pojazdy poruszające się samodzielnie po drogach nie posiadały oświetlenia. Niedługi jednak po wynalezieniu automobilu zaszła potrzeba, aby uczynić go widocznym na drodze. Nie chodziło tutaj o oświetlenie drogi przed pojazdem, by pomóc kierowcy, lecz o zasygnalizowanie obecności pojazdu na drodze. Dopiero, gdy pojazdy zaczęły osiągać wyższe prędkości stwierdzono, że dobrze by było widzieć, dokąd się jedzie. W ciemności oznaczało to bowiem możliwość zatrzymania pojazdu przed przeszkodą. I tak oświetlenie pojazdu zaczęło ewoluować wraz z motoryzacją, a dokładnie wraz z prędkością osiąganą przez pojazdy.
Początki oświetlenia automobili polegały na umieszczaniu na przodzie samochodu lampionów ze świeczkami i lampami naftowymi. W tym czasie także zaczęto eksperymentować ze stosowaniem odbłyśnika. Przełomem w ilości światła emitowanego przez lampę było zastosowanie płomienia acetylenowego. Gaz ten generowany był w wytwornicy karbidowej. Płomień acetylenowy emitował znacznie więcej światła niż inne dotychczasowe źródła. Lampy karbidowe oświetlały drogę nadal na niewielką odległość i były dość kapryśne, bo gasły pod wpływem podmuchów wiatru, czy zacinającego deszczu.
Na kolejny przełom w oświetleniu samochodowym nie trzeba było czekać zbyt długo. Prace nad żarowym i zasilanym elektrycznie źródłem światła trwały już dość długo. Pierwsze próby wykonania żarówki z włóknem węglowym żarzącym się na skutek przyłożonego do niego napięcia datuje się na 1838 rok, jednak dopiero w 1878 roku Hiram Stevens Maxim rozpoczął masową produkcję żarówek patentu Josepha Wilsona Swana. W 1880 (roku Edison otrzymał patent na żarówkę z włóknem węglowym zamkniętym w szklanej bańce wypełnionej gazami szlachetnymi).
6 lat później Karl Benz opatentował swój pierwszy samochód – Patentwagen Nr. 1, czyli trójkołowy pojazd napędzany silnikiem spalinowym własnej konstrukcji. Wspólne drogi samochodu i żarówki nie przecięły się jednak w Europie, lecz w Stanach Zjednoczonych. Już w 1913 roku Cadillac w swoich samochodach zaczął montować oświetlenie elektryczne z żarówką „Half Watt” o mocy 0,5W. Tym samym problem wiatru i deszczu został rozwiązany. Nadal jednak oświetlenie drogi było symboliczne.
Na kolejny przełom trzeba było czekać kilka lat. Wraz z pojawieniem się na rynku Forda Model „T” pojawiło się seryjne wyposażenie samochodu w lampy elektryczne z żarówkami. Aby lampy oświetlały drogę konieczne stało się ukierunkowanie światła. Wykorzystywano do tego odbłyśniki montowane wewnątrz lamp.
Zwiększanie ilości światła przed samochodem ułatwiało jazdę, lecz powodowało oślepianie kierowców jadących z naprzeciwka, co przy rosnącej liczbie masowo produkowanych samochodów stawało się problemem. W 1925 roku z rozwiązaniem problemu przyszła firma Philips, która zaoferowała producentom samochodów żarówkę „Philips Duplo”. Żarówka ta składała się z dwóch włókien zamkniętych we wspólnej szklanej bańce. Pozwoliło to na wdrożenie w pojazdach dwóch rodzajów świateł – mijania oraz drogowych.
Nowa żarówka znacząco ograniczyła zjawisko oślepiania innych użytkowników dróg. Rozwiązanie to udoskonalano latami, zwiększano zasięg reflektorów – w 1957 roku w Europie wprowadzono światła asymetryczne, które słabiej oświetlały środek jezdni, a mocniej – pobocze, jednak cały czas bazą dla emisji snopu światła była konwencjonalna żarówka – szklana bańka wypełniona gazem obojętnym z umieszczonym wewnątrz drucikiem wolframowym, który żarząc się pod wpływem przepływającej przezeń energii elektrycznej emitował światło.
Kamieniem milowym w rozwoju techniki oświetlenia było wprowadzenie w latach 60. XX w. żarówek halogenowych. Mimo upływu lat są to wciąż najpowszechniej wykorzystywane źródła światła przednich reflektorów samochodowych. Żarówki halogenowe są pozbawione wad konwencjonalnych żarówek wolframowych.
Wnętrze bańki takiej żarówki wypełnia się gazem zawierającym związki jodu i bromu (tzw. związki halogenowe). Gaz tego typu zapobiega osadzaniu się wolframu na bańce, czyli czernieniu szkła żarówki od wewnątrz. Pary wolframu emitowane z żarnika po ostudzeniu się od szklanej bańki z powrotem osiadają na żarniku co znacznie zwiększa trwałość żarówki. Dzięki temu żarówka halogenowa podczas swej eksploatacji pracuje prawie z niezmienną wydajnością.
W 1991 roku po raz pierwszy zastosowano w samochodzie wyładowcze źródło światła. Znana od lat z projektorów kinowych, czy latarni morskich lampa generująca światło dzięki łukowi elektrycznemu została zmniejszona i dostosowana do użycia w samochodach. Pierwszym modelem wyposażonym w takie źródło oświetlenia było BMW serii 7.
Istota lamp wyładowczych polega na wyeliminowaniu żarnika. Źródłem światła jest łuk elektryczny powstający pomiędzy dwoma elektrodami w atmosferze mieszaniny gazów szlachetnych (argon, ksenon) oraz soli metali (sole rtęci, skandu, sodu).
Sama konstrukcja lampy ksenonowej różni się od tradycyjnej lampy z żarówką. Po pierwsze do zainicjowania łuku potrzebne jest użycie wysokiego napięcia (nawet 25 000V), które generowane jest w przetworniku – tak zwanym starterze. Do podtrzymania łuku także konieczne jest użycie wyższego niż standardowe 12V napięcia. Zazwyczaj wynosi ono około 85V. Ilość ciepła generowana przez palnik ksenonowy także jest większa od tego generowanego przez żarówkę, więc konieczne jest użycie materiałów o znacznie wyższej odporności termicznej niż masowo stosowane tworzywa sztuczne.
To jest między innymi jeden z powodów, dlaczego nie wolno przerabiać reflektorów przystosowanych do żarówek na wyładowcze źródło światła. Oprócz innego wyprofilowania odbłyśników i elementów rozpraszających istnieje bardzo duże ryzyko pożaru takiego reflektora.
Diody elektroluminescencyjne (LED) nie są niczym nowym, jednak dopiero znaczne zwiększenie ich mocy pozwolił na ich wykorzystanie do oświetlenia w samochodzie. Dzięki niewielkim wymiarom i niskiemu zużyciu energii elektrycznej pozwalają na znaczne różnicowanie kształtów elementu świetlnego, a także na jego sterowanie dzięki wykorzystaniu wielu elementów świetlnych w jednej lampie. Do tej pory niemożliwe to było w lampach żarówkowych ani wyładowczych.
Magdalena Bogusz, OSRAMJak podkreśla Magdalena Bogusz z firmy OSRAM – rozwój technologii LED jest bardzo dynamiczny. Dziś produkty diodowe są dostępne dla szerokiego grona użytkowników i bardzo chętnie przez nich wybierane. Nic dziwnego – w porównaniu do tradycyjnych źródeł żarowych, lampy LED mają o wiele więcej zalet oraz możliwości. Najważniejszymi z nich są wysoka trwałość oraz efektywność energetyczna. Dzięki możliwości uzyskania dowolnej temperatury barwowej, m.in. o bardzo chłodnym, białym świetle znacząco poprawia się widoczność na drodze, a tym samym i bezpieczeństwo. Stąd też wyraźnie daje się zauważyć wzrost zainteresowania produktami tego typu. Ogólnoświatowe spowolnienie produkcji nowych samochodów spowodowało zmianę priorytetów. Producenci samochodów poszukują rozwiązań uniwersalnych i bardziej ekonomicznych. Ciągły rozwój technologii LED jest odpowiedzią na ten trend, choć oczywiście wciąż w najtańszych samochodach są i będą stosowane tradycyjne żarówki. Wyraźnie daje się zauważyć przewagę zastosowania rozwiązań diodowych w rynku OEM. LED to także możliwość zaprojektowania rozwiązań oświetleniowych dopasowanych do oczekiwań producenta i budżetu. Także z tego powodu producenci samochodów coraz rzadziej sięgają po technologię ksenonową.
Reflektory laserowe to nic innego grupa wysokowydajnych diod LED emitujących skupiony promień światła trafiający na fluorescencyjny, fosforowy konwerter o średnicy bliskiej 0,4 mm. Konwerter ten rozszczepia wiązkę o długości fali w okolicach 450 nanometrów (światło daleko niebieskie) na światło o temperaturze barwowej około 5500 kelwinów. Dalej przebieg promieni światła jest formowany przez układ odbłyśników. Światło laserowe jest praktycznie jednorodne, idealnie rozłożone, dzięki czemu inżynierom udało się uzyskać zasięg w granicach 600-700 m. Ze względu na znaczny zasięg i skupienie takiego oświetlenia producenci stosujący oświetlenie laserowe wykorzystują je jedynie jako światła drogowe, które wypracują ze światłami mijania w technologii LED.
Wioletta Pasionek, LumiledsWioletta Pasionek z Lumileds objaśnia, że na pewno producenci oświetlenia samochodowego nie powiedzieli jeszcze ostatniego słowa, jeśli chodzi o postęp technologiczny. Wszystko jednak wskazuje na to, że idzie on raczej w kierunku udoskonalenia świateł LED niż w powszechnym stosowaniu świateł laserowych. Minusy tych ostatnich to wysoki koszt i związane z nim spore problemy dla użytkownika w razie uszkodzenia takiego modułu. Chodzi zarówno o awarie w okresie pogwarancyjnym, jak też skutki stłuczki czy wypadku przy braku odpowiedniej polisy ubezpieczeniowej. Laser ma za zadanie wydłużać wiązkę światła przed samochodem (nawet do 700 m). Pozostaje jednak pytanie jak często wykorzystujemy taki potencjał i czy warto za niego aż tyle dopłacać. Jeśli przepisy unijne na to pozwolą, a poszczególne kraje będą je wdrażać, oświetlenie samochodowe zaoferuje pewną formę lepszej komunikacji z innymi uczestnikami ruchu drogowego. Będą to sygnalizacja/pokazywanie odpowiednich komunikatów obrazkowych lub wyświetlanych na drodze a także komunikacja pomiędzy samymi kierowcami uczestniczącymi w ruchu (np. szybsze i bardziej wyraźne komunikaty o awaryjnym hamowaniu itp.).
W ostatnim czasie bardzo modne staja się tak zwane retrofity LED, które zastępują standardowe żarówki halogenowe. Do tej pory nie można ich używać legalnie w lampach homologowanych do żarówek w technologii halogenowej, jednak seria badań i testów wykazała, że sposób oświetlania drogi lampami homologowanymi z żarówkami, lecz wyposażonych w LED’owe źródła światła wcale nie odbiega od sposobu oświetlania drogi zestawem z żarówką halogenową. To przyczyniło się do legalizacji retrofitów LED montowanych w lampach, które pierwotnie były homologowane z żarówkami. Niestety legalizacja ta nie dotarła jeszcze do Polski.
Państwa członkowskie UE nie uchwaliły jeszcze niezbędnych przepisów dotyczących lamp modernizacyjnych LED, więc każdy kraj reguluje zasady własnego użytkowania. Ponieważ reflektory – a więc również źródło światła – są częścią homologowaną, każda modyfikacja wymaga uzyskania odpowiedniego zezwolenia. W Niemczech jest ono udzielana przez organ niemieckiego Federalnego Ministerstwa Transportu, Kraftfahrt-Bundesamt (KBA). Homologację należy uzyskać oddzielnie dla każdego modelu pojazdu, a raczej dla każdego typu reflektora. Oznacza to, że każdy reflektor musi zostać skontrolowany, aby sprawdzić, czy konwersja jest możliwa lub dopuszczalna. Oprócz Niemiec, retrofity zostały już stopniowo dopuszczone do użytkowania w Austrii i Chorwacji. W listopadzie zeszłego roku kolejnym krajem, który dołączył do tego grona, zostały Czechy.
Magdalena Bogusz dodaje, że retrofity LED marki OSRAM jako pierwsze na rynku otrzymały certyfikację u naszych niemieckich sąsiadów. W ślad za nimi podążyło wiele innych państw, jak Austria, Chorwacja czy ostatnio Czechy. Fakt, że w kolejnych krajach produkty OSRAM zostają zalegalizowane jako pierwsze tego typu źródła światła, jest potwierdzeniem ich najwyższej jakości i pozycji firmy jako lidera rynku oświetlenia motoryzacyjnego i pozwala mieć także nadzieję na uzyskanie zgody również na poziomie krajowym. Pamiętajmy jednak, że certyfikacje wydawane są na konkretne modele pojazdów, w których zostały przeprowadzone testy, i w których badany produkt spełnia wszystkie wymagania. Dotyczy to także konkretnych zestawów, co oznacza, że jeśli został wykorzystany dodatkowy adapter to tylko w takiej konfiguracji może być później używany w danym samochodzie. Pożądane na pewno byłoby opracowanie norm homologacyjnych ECE, ale zdajemy sobie sprawę, że jest to proces długotrwały. Natomiast już teraz potrzebne są rozwiązania, które pozwolą uporządkować rynek i zadbać o bezpieczeństwo kierowców. Dlatego renomowani producenci poszukują rozwiązań możliwych w ramach krajowego prawa. Ze względu na ogromną liczbę retrofitów dostępnych na rynku, z których spora część jest wątpliwej jakości na razie w naszej ocenie niezbędne jest certyfikowanie konkretnych retrofitów w konkretnym reflektorze. Także w Polsce udało nam się przeprowadzić dopuszczenie w kilku pojazdach, czym udowodniliśmy, że produkt OSRAM spełnia wymagania stawiane parametrom oświetlenia również na polskich drogach. Niestety, na razie ten proces nie jest jednak tak prosty, jak np. u naszych zachodnich sąsiadów, dlatego stale pracujemy nad czymś bardziej uniwersalnym. Naszym zdaniem niezbędne są rozwiązania systemowe, które będą w stanie ułatwić właścicielom samochodów legalną modyfikację oświetlenia, dlatego stale współpracujemy z polskimi instytucjami rządowymi i pozarządowymi na rzecz dopuszczenia retrofitów.
Wioletta Pasionek podkreśla, że w ubiegłym roku Ministerstwo Infrastruktury nie było zainteresowane współpracą z producentami oświetlenia w kwestii legalizacji LED. Na nasze oficjalne zapytanie wskazało ścieżkę przez Transportowy Dozór Techniczny (TDT) i wystąpienie o tzw. „homologację typu”. TDT odesłało nas do Instytutu Transportu Samochodowego (ITS), by zrobić badania dopuszczające do użytku. Natomiast ITS odesłał nas do… Ministerstwa Infrastruktury, by ono zajęło się stworzeniem odpowiednich przepisów, na podstawie których ITS mógłby działać. W odpowiedzi na nasze kolejne pismo, MI zakomunikowało, że nie pracuje nad rozwiązaniem tylko dla Polski, bo opiera się na przepisach Europejskiej Komisji Gospodarczej, a jak wiadomo, dla LEDów retrofitów takie nie istnieją. W tym miejscu muszę dodać, że w ramach Unii Europejskiej są oczywiście prowadzone prace nad bardziej zsynchronizowanym rozwiązaniem kwestii legalizacji, niemniej tempo tych prac nie napawa optymizmem.