車燈越來越被重視,技術是如何演進的?

作者 | 發布日期 2016 年 05 月 08 日 0:00 | 分類 光電科技 , 汽車科技 follow us in feedly
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有些人,一個眼神就能征服世界;有些車,僅需一個「目光」,就能震懾全場。在如今,燈光與汽車已經成為了密不可分的整體,燈光不僅僅成為了汽車的信號語言,更成為了駕駛者自身修養的延展。燈光做為汽車在行駛中的語言,需要我們對它有足夠的重視,除了照明警示之外,車燈的功能還有很多,隨著科技的發展,車燈的裝飾作用和安全作用將會越來越大。




發展

車的燈光跟車型一樣擁有自己的發展歷程,至此,汽車燈光的演變經歷一個多世紀的技術沉澱,由最先的煤油燈開始,到電氣時代的鹵素燈泡到氙氣大燈、LED 光源,再到如今的雷射科技時代。一次又一次的改革和進步中,其實車燈當時並沒有同汽車一起誕生,而是在後來的實際使用中發現需要一個可以照明的設備而已,初期的車燈存在 了很多的不穩定因素,直到進入了電氣時代後才開始正式的投入應用在汽車當中,近幾年車燈的科技成份也跟隨著車型開始大幅前進,代表著現行車燈技術最高水準的寶馬 i8 雷射大燈也已經步入了量產之中。

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▲ LED 大燈

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▲ BMW i8 雷射大燈

汽車照明新技術

上世紀 90 年代起才開始出現的氙氣燈尚未完全普及時,LED 大燈便已悄然出現;而當 LED 大燈還只是鳳毛麟角的時候,全新的汽車照明技術又誕生了,這就是雷射大燈和 OLED 尾燈。

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雷射大燈的優勢包括響反應速度快、亮度衰減低、體積小、能耗低、壽命長等,甚至在很多方面比剛商品化不久的 LED 大燈更勝一籌。

比如只有數微米的發光體直徑,僅有常規 LED 燈的百分之一,理論發光效率卻要遠高於 LED 燈 60%。也就是說,兩者達到相同照明效果時,雷射大燈能耗更低, 從而節約電能。同時,LED 大燈的發熱問題一直被詬病,因此需要非常複雜的冷卻系統。但雷射大燈的的發光面積以及能耗就少得多,冷卻系統也變得相對簡單。

 

雷射大燈的照明效果如何呢?

首先,雷射大燈的照射距離是 LED 燈的數倍之多,達到 500 公尺至 600 光尺,讓駕駛者能夠提前了解前方路況;

其次,由於雷射大燈總成體積更小、發熱更低,留給設計師在美學、空氣動力學、空間布局等更廣闊的空間;

再次,得益於雷射大燈本身較為狹窄的光斑,無論照射範圍還是穿透力都較 LED 更出色,尤其在夜間行車以及雨霧天氣,駕駛視野也因此變得更加開闊,能更早做出預判;

此外,雷射大燈往往與自適應技術相結合,尤其在對向會車時,燈光可控範圍更大,可以避免炫目帶來的潛在危險。

 

曾經的技術障礙

雷射大燈有著眾多優勢,而雷射器也早在上世紀 60 年代便已發明,為什麼如今才出現在汽車上呢?

一方面,雷射本身就有狹窄光斑與光線輸出(紅、藍、綠、黃)以及穩定性不足等問題。往通俗一點講,雷射光源不容易形成片狀照射區域,且可實現的顏色非常有限。說到底,就是前期並不具備解決這些問題的能力。

另一方面,LED 車燈的成本也較雷射大燈更低,而且技術也成熟,畢竟現在的雷射大燈也是參照 LED 的結構來實現的。

最早找到可行性解決方案的是 BMW 和美國桑迪亞國家實驗室,他們利用紅、藍、綠、黃 4 種不同顏色光源進行結合,調配出媲美太陽光的白色光源,同時也解決了雷射二極管白光渲染品質不佳的問題。這個不難理解:自然界的太陽光是由 7 種不同顏色調配而成,而紅黃藍三原色可以用不同比例搭配可調成各種顏色,那麼能發出紅、 藍、綠、黃 4 種顏色的電射光想要調配成白光也並不是難事。實驗室主要針對駕駛者的偏好進行試驗,尋找人們在不同光源照射下的顏色喜好進行調色。

雷射確實可能會對人的肉眼造成傷害,而雷射車燈的亮度和色溫都經過研究,對人類、動物以及周邊自然環境都是無害的。目前,BMW 的雷射大燈技術被設定在 40km/h 以上啟用,BMW 表示不希望這些光束長時間照射在人眼上造成凝視靜態光,所以當車速減慢,雷射大燈將自動關閉。

雷射大燈的出現,也聯動式促進了後尾燈的技術變革,為了與雷射大燈相得益彰,OLED 尾燈由此應運而生。

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OLED 全稱為有機發光二極管,每個 OLED 單元含有兩個電極,並且其中至少有一個是透明材料。這些電極單元由數層厚度不足千分之一毫米的有機半導體材料組成,低至 3-4 伏的直流電源就可使其發光,而發光的顏色則取決於不同的分子組合。

值得一提的是,不同於 LED 半導晶體結構的光源,OLED 是平面光源,其優點是發出的光更加均勻,變光的調節過程也持續可變,光源不僅可以靜態顯示,更可以動態呈現。同時,該技術無需反射器、導光板等光學組件,因此輕量化也是其一大優勢。此外,OLED 技術幾乎無需任何冷卻,並且在燈組內部的造型布置也更具靈活性,這是 LED 光源無法比擬的。

 

車燈用途

燈光的使用在日常的汽車駕駛過程中有著重要的安全作用,正確合理地使用汽車燈光能夠使駕駛者和連帶人群更加安全。對於不同汽車的各種燈,雖然外形不完全相同,布置的位置也有所差異,但其作用和用法卻不盡相同。

汽車的燈光包括位置燈、近光燈、遠光燈、霧燈、轉向燈、倒車燈、剎車燈等幾種。

  • 位置燈:主要做為車身位置的警示,一般在天色漸暗、雨天或在地下停車場等陰暗地方,都應該亮起這個燈以便行人和其他機動車進行有效識別。
  • 近光燈:夜間在市區行車時或是昏暗的環境中使用,做為路面照明和障礙物的辨識。
  • 遠光燈:在荒郊野外或是沒有路燈照明的公路上比較適合使用遠光燈,但要記住會車的時候應該換回近光,以免造成對方司機眩目。
  • 方向燈:轉向燈最基本的用途便是在車輛轉彎時給出其他車輛和路人轉彎的信號,以提醒別人注意。有時候轉向燈也可在狹窄的地方充當照明作用,以便司機觀察兩旁的障礙物。兩邊轉向燈同時開啟的時候起到警示兼示寬作用。
  • 霧燈:顧名思義,霧燈是在大霧天氣裡或大雨天氣中使用的燈光信號,霧燈在霧中和雨中的穿透力比一般燈光更強,因此更容易讓車輛或行人及早注意到。
  • 倒車燈:倒車的時候車尾會有白色的倒車燈亮起,一方面可以照亮車尾的路面、障礙物,減少倒車時的盲區,另一方面也是對車尾行人的友善提醒。
  • 剎車燈:顧名思義,剎車燈就是車輛剎車時亮起的燈。一般為紅色,起到警示後面車輛的作用;另外,剎車燈能有效防止車輛追尾事件的發生,減少交通事故。剎車燈亮度較強,也較為明顯,它主要用來提醒後面的車輛,本車要減速或停車。剎車燈若使用錯誤或者出問題,便很容易造成追尾撞車事故。

無論車燈新科技的應用幾何,它都無法脫離汽車燈光原本的安全屬性,隨著科學技術的發展,車燈將會越來越智能化、人性化、安全化。

其實,不論任何產品的科技化智慧化程度有多高,它都不能脫離人而單獨存在。車燈最大的作用就是有效保證人與他人的道路安,不管應用的科技有多先進,都無法改變主觀意識偏差帶來的不良後果,「心」有多明亮,你的「目光」就會有多明亮。

(本文由 雷鋒網 授權轉載/作者:小鵬汽車工程師;首圖來源:hi-id.com) 

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