Система освітлення та світлової сигналізації призначена для освітлення дороги, передачі інформації про габаритні розміри автомобіля, передбачуваний або здійснюємий маневр, для освітлення номерного знака, кабіни, салону, контрольно-вимірювальних приладів, багажника, підкапотного простору і т. д.
Від стану і характеристик світлових приладів залежить безпека руху автомобілів, особливо у темний час доби.
Більшість інформації про дорожню обстановку та стан автомобіля водій отримує через органи зору. Безпека руху залежить від видимості об'єктів на дорозі, яка, своєю чергою, визначається інтенсивністю освітлення, типом та станом дорожнього покриття, характеристиками органів зору водія та об'єктів на дорозі. Автомобільні світлові прилади повинні забезпечувати хорошу видимість та необхідну інформативність у широкому діапазоні відстаней та у різних погодних умовах, не викликаючи засліплення водіїв у темний час доби. З настанням темряви видимість дороги та предметів на ній погіршується внаслідок недостатньої чи нерівномірної їх освітленості. Видимість погіршується також під час туману, дощу, снігопаду чи пилової бурі при зменшенні прозорості лобового скла, а також зі збільшенням відстані до об'єкта. Під час руху в умовах обмеженої видимості збільшується ймовірність дорожньо-транспортної пригоди. Від дальності видимості залежить припустима швидкість руху автомобіля. Безпека руху забезпечується у разі, якщо дальність видимості дороги перевищує шлях автомобіля при гальмуванні.
Зорова робота водія складніша вночі при освітленні дороги фарами. У темний час доби обмежений час виявлення об'єктів на дорозі, тому що в полі зору водія вони з'являються на відстані, що визначаються дальністю освітлення. Поле зору водія обмежено кутом розсіювання світла фар. При попаданні в очі водія світла фар зустрічного автомобіля або ліхтарів транспортного засобу, що йде попереду, можливе як засліплення, так і відчуття дискомфорту. Дискомфорт стає відчутнішим при збільшенні яскравості фар, ліхтарів та їх кутових розмірів. Особливо важкі умови роботи для очей водія виникають при перемиканні світла фар і коливаннях світлового пучка фар автомобіля, що рухається нерівною дорогою.
Робота системи освітлення заснована на принципах генерування випромінювання, розподілу та перерозподілу у просторі електромагнітних випромінювань оптичної області спектру.
На автомобілях встановлюють різні за призначенням, конструкцією, електричними та світлотехнічними параметрами світлові прилади. В обов'язковий комплект світлових приладів для всіх автомобілів входять не менше двох фар дальнього та ближнього світла, по два габаритні вогні та по два покажчики повороту спереду і ззаду, два світлоповертачі та один ліхтар освітлення номерного знака, розташовані ззаду. Як додаткові світлосигнальні прилади встановлюють контурні вогні, бічні повторювачі покажчиків повороту, розпізнавальні знаки автопоїзда та причепів, бічні світлоповертачі, вогні переважного проїзду. До необов'язкових світлових приладів відносять протитуманні фари, фари-прожектори, прожектори-шукачі, задні протитуманні ліхтарі, ліхтарі заднього ходу та збільшення габариту автомобіля, бічні габаритні та стоянкові вогні.
Велика кількість світлових приладів на автомобілі не повинна викликати труднощів при розрізненні учасниками дорожнього руху. Для цього використовується система кодування інформації, що надходить від світлових приладів. До кодуючих елементів відносять:
кількість одночасно працюючих світлових приладів;
розташування світлових приладів на транспортному засобі;
режим роботи світлових приладів;
відстань між одночасно працюючими світловими приладами;
форму світловипромінюючої поверхні;
колір світла, що випромінюється;
інтенсивність випромінювання в межах одного кольору.
Автомобільні світлові прилади поділяються на освітлювальні та світлосигнальні. Світловий пучок освітлювального приладу сприймається після відбиття від дороги або об'єкта на дорозі, а світловий потік приладу світлосигнального спостерігач сприймає безпосередньо. Фари та ліхтарі заднього ходу можна вважати і освітлювальними, і світлосигнальними приладами. Водій автомобіля, на якому вони встановлені, сприймає їх світловий пучок після відображення від дороги та об'єктів, що спостерігаються, а інші учасники дорожньої обстановки — безпосередньо.
Світлові прилади перетворюють електричну енергію у світловий пучок певної структури (напрям випромінювання світла) та спектра (кольоровість випромінювання).
Оптична система світлового приладу, що забезпечує необхідну структуру та спектр світлового пучка, включає лампу, відбивач та розсіювач. Лампа є джерелом світла. Відбивач, зазвичай у вигляді параболоїда, концентрує світловий потік, що випускається лампою, в необхідному тілесному куті. Розсіювач, виконаний з прозорого матеріалу, перерозподіляє світловий потік у вертикальній та горизонтальній площинах за допомогою лінз та призм на його внутрішній поверхні та при необхідності змінює колір випромінюваного світла.
Оптична система світлового приладу
Основними світлотехнічними параметрами світлових приладів є активна поверхня оптичної системи, світловий отвір, тілесний та плоский кути охоплення, кути випромінювання та розсіювання, фокус та фокусна відстань оптичної системи, коефіцієнт відбиття для відбивачів та коефіцієнт пропускання та поглинання для розсіювачів.
Активною поверхнею оптичної системи є дзеркальна поверхня відбивача. Її проекція на площину, перпендикулярну до оптичної осі, називається світловим отвором. Оптична вісь світлового приладу - це вісь його симетрії. Промені, що падають на активну поверхню відбивача паралельно оптичній осі, збираються у фокусі. У реальних оптичних системах з фокусом поєднують центр джерела світла. Відрізок оптичної осі фокуса до вершини відбивача називається фокусною відстанню.
Тілесним кутом охоплення активної поверхні є кут, у межах якого поверхню оптичної системи видно з фокусу. Переріз тілесного кута охоплення меридіональною площиною, що проходить через вісь обертання параболоїда, утворює плоский кут охоплення. Тілесний кут, в якому сконцентрований відбитий активною поверхнею і вийшовший із системи світловий потік, називають кутом випромінювання оптичної системи.
Коефіцієнт відбиття оптичної системи - це відношення відображеного світлового потоку до світлового потоку, що падає на відбиваючу поверхню. Коефіцієнт пропускання - відношення світлового потоку, що пройшов через поверхню, до світлового потоку, що падає на неї. Під коефіцієнтом поглинання розуміється відношення світлового потоку, що поглинається світловою системою, до світлового потоку, що нею створюється.
Параметри світлових приладів значною мірою залежить від властивостей матеріалів, з яких виконуються окремі елементи оптичної системи.
З метою забезпечення найбільш сприятливих умов видимості під час руху на дорогах у нічний час світлові прилади постійно вдосконалюють. Розробляють конструкції фар з більш раціональним світлорозподілом. Встановлюють пристрої, що автоматично послаблюють осліплювальну дію фар при зустрічному роз'їзді автомобілів. Для управління освітлювальними та світлосигнальними приладами широко застосовують електроніку.