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浅析不同种类的车灯光源类型和技术及发展的方向

2023-05-22    

中国照明网报道

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导语: 在自动化驾驶与个性化趋势下,汽车照明系统也在发生重要的变化。主要表现在两个方面:第一,从最初的单纯照明,到今天用来装饰,植入品牌特性,展示技术实力与设计功力等的主要媒介。其次,在自动驾驶蓬勃发展的今天,汽车照明系统变得越来越智能化。本文阐述了不同类型车灯光源的种类及工艺,并分析了它们在车灯造型中的作用,为今后车灯造型指明了发展方向。

  在自动化驾驶与个性化趋势下,汽车照明系统也在发生重要的变化。主要表现在两个方面:第一,从最初的单纯照明,到今天用来装饰,植入品牌特性,展示技术实力与设计功力等的主要媒介。其次,在自动驾驶蓬勃发展的今天,汽车照明系统变得越来越智能化。本文阐述了不同类型车灯光源的种类及工艺,并分析了它们在车灯造型中的作用,为今后车灯造型指明了发展方向。

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  一、引言

  中国汽车市场正经历一轮轮的改革与蜕变,而汽车照明——这一原本供我们探路用的配置——正悄悄地发生着质的变化,这是因为,这早已不仅仅是一盏明灯。现在各车企玩车灯,伴随着LED,OLED,激光大灯等产品的进化,车灯性能变得更加强大,尺寸变得更加小巧,从而获得了更多造型上的可能性。

  二、车灯类型

  从基础卤素,先进氙气大灯,到新生力量LED,未来感十足的激光大灯各有利弊,这4种不同大灯形式怎么选还得看车型位置,接下来咱们单独看看吧:

  1.卤素大灯

  卤素大灯始于20世纪70年代,这也是目前最常见的大灯光源类型,卤素灯其实就是生活中使用的白炽灯的升级版,加入卤族元素的应用,能使得白炽灯的亮度提高1.5倍,同时使用寿命提高2-3倍,由灯泡+反射碗组成,并且反射碗所需体积较大导致造型可塑性差,但是由于卤素灯的价位便宜,对于一些价位较低的经济性车型来说还是非常适用的。

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  2.氙气灯

  氙气灯打破了爱迪生发明的钨丝发光原理,在石英灯管内填充高压惰性气体—氙气,取代传统的灯丝,并通过高压 电流刺激氙气发光。氙灯相比卤素灯而言,色温更高,目前主流的氙灯色温在 4200K-6000K,光色更趋近于正午太阳般的白光,由灯泡+反射碗/透镜组成。相比卤素灯,氙气灯的优点是高亮度、长寿命,但是成本相对高一些。

  3.LED

  LED 最初应用于汽车内部照明,后来逐渐扩大到了前照灯及组合尾灯等更广泛的应用。LED 在前照灯中最为典 型的应用就是日间行车灯,由于LED尺寸较小,便于自由 组合以及二次光学设计,所以可以利用LED形成不同的形状和线条组合,造型空间大、科技感强。

  除此之外,相比 于传统光源,LED 在性能方面也更加优异:

  第一:寿命更长,启动速度更快,LED 的响应时间可以达到 ns 级,所以当 LED 应用到转向信号灯与高位制动灯时,能够满足车辆行驶过程 中应急反应需求,有效减少汽车事故的发生。

  第二:LED 前照灯可以防眩:白色 LED 光源色温在5500K~6000K,与氙气光源(4000K)相比更接近于自然光(4800K~6000K),具有更高舒适性,在避免驾驶人员光疲劳问题上具有更大优势。

  第三:节能环保,LED是冷光源,是将电能转换为光能,所以在发光过程中不会产生污染,也不会产生过量的热能。

  4.OLED

  OLED 的出现为汽车照明系统提供了新的设计方案, OLED 是可塑性极强的物质,造型丰富,目前已在诸多概念 车上实现应用。

  OLED 有着以下两大优势:

  第一,具有自发光的特性,不需要任何光源系统的支持,而且厚度只有 1.4 毫米。未来的尾灯甚至可以做到像贴纸一样粘贴在车尾,无需占用后备箱的空间,在体积上与普通 LED 产品相比拥有更大的优势;

  第二,与 LED 的点光源相比,OLED 拥有面光 源和漫反射的特点,光质均匀,可实现无级调光,不会投射任何阴影。照明效果既可以是均匀的,也可产生明暗效果, 甚至是动态效果。这两个特性,使OLED非常适合用来制作车内氛围灯和尾灯。

  它的缺点是使用寿命短,材料只能承80摄氏度的温度,价格高,故目前未能在车灯市场上广泛应用。OLED目前还达不到LED同等亮度,一般只用于尾灯、信号灯、车内照明。

  5.激光大灯

  除了OLED之外,激光大灯也将是未来车灯发展趋势之一。相对 LED 大灯,激光大灯技术上有着更多的优势:其更小的尺寸、更亮的照明以及更低的发热等优点,便允许设计师重新设计车体,可以将更大的空间留给空气动力学的布局, 以及适当的对前悬和发动机位置进行调整,以达到优化空间的用意。

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  激光灯的照明度是LED灯的1000倍,同时体积比LED灯减小100倍。激光灯源拥有近乎 LED 远光灯两倍的照射距离,最远照射距离可达700米,由于激光本身是直的,在将其分散时可以做到精细可控,没有多余的溢光。

  所以,使用激光大灯能拓宽驾驶员视野并帮助较早作出危险判断,而朝向对向会车时灯光可控范围较大,规避了炫目可能造成的危险。其缺点在于光束发散性差,光束照射范围窄,一般用LED灯源和激光灯源混合式解决这一难题,因此现阶段不宜作为汽车近光灯。

  三、新技术

  1.ADB 技术

  ADB 技术又称自适应灯光,通过功能强大的 ECU 算法将道路数据计算,可以始终开启远光,以提供最大照明。ADB是汽车照明领域最大的创新,当车载摄像头感应到迎面驾驶来的车辆或行人时,ADB可自动调节灯光,使车灯内的单个LED 变暗或将光束向下和横向移动。目前配备ADB的汽车占全球汽车市场1%的份额,预计到2025年,将上升至15%。

  2. DMD 技术

  DMD 技术又称数字微镜器件,是一种提高分辨率的高端 ADB,它可点亮和关闭其上的一百万个像素,可以识别路上障碍物的轮廓,甚至可以阅读路标,可以作为ADB技术的升级,目前还没有量产车型应用,但在2018北京车展上WEY-X 已经引入了DMD的概念。

  3.μAFS 技术

  μAFS技术又称激光扫描技术,是ADB技术的创新, 将于2021年应用于汽车前灯,可以将 ADB 带入新层面,新的LED芯片包含 1,024个可单独控制的像素,向着智能可控 高分辨率LED迈进了一大步。

  4. LCD

  指的并不是一种发光源, 其背后真正发光的仍然是LED,不过LCD大灯中LED光源的数量非常多。矩阵LED大灯可以实现在一定横向区域内的暗光照明,但 LCD 技术,理论上可以实现有效像素内的任意造型的遮蔽和照明,并且跟随反应速度也十分可观。

  5.数字大灯技术

  DIGITAL LIGHT 大灯已经拥有了投影仪的功能,可以实时在路面上投射出类似于箭头之类的标志,与旁车进行灯语交流,并且还可以在路面上投射出斑马线,保障行人能够安全过马路,还可以通过投射危险警示等标志提醒驾驶员,以此来保证行车安全。

  四、车灯造型设计趋势

  1.符号化

  前灯及尾灯已经成为品牌DNA的重要手段,伴随OLED技术的出现,这一图形化的设计将以更加新颖的帅气的形式出现,是提升品牌辨识度的有效手法。各大主机厂挖空心思在尾灯的图形上做文章,这些符号化的图形除了智能化需求更大程度是提高品牌的辨识度,新的科技让符号化设计更加的天马行空,也更加的生动。

  2.参数化

  其实参数化的概念从很早之前就已经提出了,随着技术的进步,参数化的运用已经不是什么新鲜的设计手法,伴随OLED技术的出现,这一图形化的设计将以更加新颖的帅气的形式出现,是提升科技感的有效手法。

  3. 贯穿式

  随着OLED元件的发展,汽车的灯带可以越来越细,造型越来越丰富,灯带的运用如各大主机厂的统一规范,形成极富代表性的设计趋势,横向细长的灯带除了提升科技感还是汽车设计“显宽”的利器。

  4.交互式

  越来越多的新车喜欢将灯光融入到前脸的整体造型中,这时车灯与格栅部分的界限变得模糊。这也使得汽车从外观 上也具备了与交互的功能。

  五、总结

  设计汽车车灯可以凸显车辆的身价,良好的车灯设计可以提升车辆的身价与气质,车辆车灯也由最初的白炽灯演变为新出现的HID LED灯,车灯的趋势也将朝着多元化的方向发展,新材料与光源将得到进一步开发,灯具造型进步空间将不断扩大,性能将得到提升,汽车性能与外观将得到高品质。

  激光大灯、OLED这两种新技术,使得车灯的体积变得更小,在车内有限的空间下灯型的可塑性加大;而新材料和新的发光技术的诞生,前所未有的提高了车灯设计的自由度,让车灯由一个强功能部件成为了一件极具吸引力的“艺术品”。而矩阵LED大灯、LCD大灯以及ADB/DMD/μAFS等技术,得以让大灯变得更加智能,提升夜间行车的安全性。

编辑:严志祥

来源:汽车灯具与车辆照明

标签:车灯光源  技术  发展方向  

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