摘要:在自動化駕駛與個性化趨勢下,汽車照明系統也在發生重要的變化。主要表現在兩個方面:第一,從最初的單純照明,到今天用來裝飾,植入品牌特性,展示技術實力與設計功力等的主要媒介。其次,在自動駕駛蓬勃發展的今天,汽車照明系統變得越來越智能化。本文闡述了不同類型車燈光源的種類及工藝,并分析了它們在車燈造型中的作用,為今后車燈造型指明了發展方向。
1引言
中國汽車市場正經歷一輪輪的改革與蛻變,而汽車照明——這一原本供我們探路用的配置——正悄悄地發生著質的變化,這是因為,這早已不僅僅是一盞明燈。現在各車企玩車燈,伴隨著LED,OLED,激光大燈等產品的進化,車燈性能變得更加強大,尺寸變得更加小巧,從而獲得了更多造型上的可能性。
2車燈類型
從基礎鹵素,先進氙氣大燈,到新生力量LED,未來感十足的激光大燈各有利弊,這4種不同大燈形式怎么選還得看車型位置,接下來咱們單獨看看吧:
1.鹵素大燈
鹵素大燈始于20世紀70年代,這也是目前最常見的大燈光源類型,鹵素燈其實就是生活中使用的白熾燈的升級版,加入鹵族元素的應用,能使得白熾燈的亮度提高1.5倍,同時使用壽命提高2-3倍,由燈泡+反射碗組成,并且反射碗所需體積較大導致造型可塑性差,但是由于鹵素燈的價位便宜,對于一些價位較低的經濟性車型來說還是非常適用的。
2.氙氣燈
氙氣燈打破了愛迪生發明的鎢絲發光原理,在石英燈管內填充高壓惰性氣體—氙氣,取代傳統的燈絲,并通過高壓 電流刺激氙氣發光。氙燈相比鹵素燈而言,色溫更高,目前主流的氙燈色溫在 4200K-6000K,光色更趨近于正午太陽般的白光,由燈泡+反射碗/透鏡組成。相比鹵素燈,氙氣燈的優點是高亮度、長壽命,但是成本相對高一些。
3.LED
LED 最初應用于汽車內部照明,后來逐漸擴大到了前照燈及組合尾燈等更廣泛的應用。LED 在前照燈中最為典 型的應用就是日間行車燈,由于LED尺寸較小,便于自由 組合以及二次光學設計,所以可以利用LED形成不同的形狀和線條組合,造型空間大、科技感強。
除此之外,相比 于傳統光源,LED 在性能方面也更加優異:
第一:壽命更長,啟動速度更快,LED 的響應時間可以達到 ns 級,所以當 LED 應用到轉向信號燈與高位制動燈時,能夠滿足車輛行駛過程 中應急反應需求,有效減少汽車事故的發生。
第二:LED 前照燈可以防眩:白色 LED 光源色溫在5500K~6000K,與氙氣光源(4000K)相比更接近于自然光(4800K~6000K),具有更高舒適性,在避免駕駛人員光疲勞問題上具有更大優勢。
第三:節能環保,LED是冷光源,是將電能轉換為光能,所以在發光過程中不會產生污染,也不會產生過量的熱能。
4.OLED
OLED 的出現為汽車照明系統提供了新的設計方案, OLED 是可塑性極強的物質,造型豐富,目前已在諸多概念 車上實現應用。
OLED 有著以下兩大優勢:
第一,具有自發光的特性,不需要任何光源系統的支持,而且厚度只有 1.4 毫米。未來的尾燈甚至可以做到像貼紙一樣粘貼在車尾,無需占用后備箱的空間,在體積上與普通 LED 產品相比擁有更大的優勢;
第二,與 LED 的點光源相比,OLED 擁有面光 源和漫反射的特點,光質均勻,可實現無級調光,不會投射任何陰影。照明效果既可以是均勻的,也可產生明暗效果, 甚至是動態效果。這兩個特性,使OLED非常適合用來制作車內氛圍燈和尾燈。
它的缺點是使用壽命短,材料只能承80攝氏度的溫度,價格高,故目前未能在車燈市場上廣泛應用。OLED目前還達不到LED同等亮度,一般只用于尾燈、信號燈、車內照明。
5.激光大燈
除了OLED之外,激光大燈也將是未來車燈發展趨勢之一。相對 LED 大燈,激光大燈技術上有著更多的優勢:其更小的尺寸、更亮的照明以及更低的發熱等優點,便允許設計師重新設計車體,可以將更大的空間留給空氣動力學的布局, 以及適當的對前懸和發動機位置進行調整,以達到優化空間的用意。
激光燈的照明度是LED燈的1000倍,同時體積比LED燈減小100倍。激光燈源擁有近乎 LED 遠光燈兩倍的照射距離,最遠照射距離可達700米,由于激光本身是直的,在將其分散時可以做到精細可控,沒有多余的溢光。
所以,使用激光大燈能拓寬駕駛員視野并幫助較早作出危險判斷,而朝向對向會車時燈光可控范圍較大,規避了炫目可能造成的危險。其缺點在于光束發散性差,光束照射范圍窄,一般用LED燈源和激光燈源混合式解決這一難題,因此現階段不宜作為汽車近光燈。
3 新技術
1.ADB 技術
ADB 技術又稱自適應燈光,通過功能強大的 ECU 算法將道路數據計算,可以始終開啟遠光,以提供最大照明。ADB是汽車照明領域最大的創新,當車載攝像頭感應到迎面駕駛來的車輛或行人時,ADB可自動調節燈光,使車燈內的單個LED 變暗或將光束向下和橫向移動。目前配備ADB的汽車占全球汽車市場1%的份額,預計到2025年,將上升至15%。
2. DMD 技術
DMD 技術又稱數字微鏡器件,是一種提高分辨率的高端 ADB,它可點亮和關閉其上的一百萬個像素,可以識別路上障礙物的輪廓,甚至可以閱讀路標,可以作為ADB技術的升級,目前還沒有量產車型應用,但在2018北京車展上WEY-X 已經引入了DMD的概念。
3.μAFS 技術
μAFS技術又稱激光掃描技術,是ADB技術的創新, 將于2021年應用于汽車前燈,可以將 ADB 帶入新層面,新的LED芯片包含 1,024個可單獨控制的像素,向著智能可控 高分辨率LED邁進了一大步。
4. LCD
指的并不是一種發光源, 其背后真正發光的仍然是LED,不過LCD大燈中LED光源的數量非常多。矩陣LED大燈可以實現在一定橫向區域內的暗光照明,但 LCD 技術,理論上可以實現有效像素內的任意造型的遮蔽和照明,并且跟隨反應速度也十分可觀。
5.數字大燈技術
DIGITAL LIGHT 大燈已經擁有了投影儀的功能,可以實時在路面上投射出類似于箭頭之類的標志,與旁車進行燈語交流,并且還可以在路面上投射出斑馬線,保障行人能夠安全過馬路,還可以通過投射危險警示等標志提醒駕駛員,以此來保證行車安全。
4 車燈造型設計趨勢
1.符號化
前燈及尾燈已經成為品牌DNA的重要手段,伴隨OLED技術的出現,這一圖形化的設計將以更加新穎的帥氣的形式出現,是提升品牌辨識度的有效手法。各大主機廠挖空心思在尾燈的圖形上做文章,這些符號化的圖形除了智能化需求更大程度是提高品牌的辨識度,新的科技讓符號化設計更加的天馬行空,也更加的生動。
2.參數化
其實參數化的概念從很早之前就已經提出了,隨著技術的進步,參數化的運用已經不是什么新鮮的設計手法,伴隨OLED技術的出現,這一圖形化的設計將以更加新穎的帥氣的形式出現,是提升科技感的有效手法。
3. 貫穿式
隨著OLED元件的發展,汽車的燈帶可以越來越細,造型越來越豐富,燈帶的運用如各大主機廠的統一規范,形成極富代表性的設計趨勢,橫向細長的燈帶除了提升科技感還是汽車設計“顯寬”的利器。
4.交互式
越來越多的新車喜歡將燈光融入到前臉的整體造型中,這時車燈與格柵部分的界限變得模糊。這也使得汽車從外觀 上也具備了與交互的功能。
5 總結
設計汽車車燈可以凸顯車輛的身價,良好的車燈設計可以提升車輛的身價與氣質,車輛車燈也由最初的白熾燈演變為新出現的HID LED燈,車燈的趨勢也將朝著多元化的方向發展,新材料與光源將得到進一步開發,燈具造型進步空間將不斷擴大,性能將得到提升,汽車性能與外觀將得到高品質。
激光大燈、OLED 這兩種新技術,使得車燈的體積變得更小,在車內有限的空間下燈型的可塑性加大;而新材料和新的發光技術的誕生,前所未有的提高了車燈設計的自由度,讓車燈由一個強功能部件成為了一件極具吸引力的“藝術品”。而矩陣LED大燈、LCD大燈以及ADB/DMD/μAFS等技術,得以讓大燈變得更加智能,提升夜間行車的安全性。
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