汽車車燈技術(shù)與造型發(fā)展淺析

隨著自動化駕駛和個性化趨勢的發(fā)展，汽車照明系統(tǒng)正在經(jīng)歷著重要變革。主要體現(xiàn)在兩方面：一是從最開始的單純照明已經(jīng)發(fā)展到現(xiàn)在用于裝飾、品牌特性植入、展現(xiàn)技術(shù)實(shí)力和設(shè)計功力的重要載體。二是隨著自動駕駛的發(fā)展，汽車照明系統(tǒng)也日益智能化。文章介紹了不同種類的車燈光源類型和技術(shù)，分析其對車燈造型的影響， 指出未來車燈造型發(fā)展的方向。

1引言

在中國，汽車市場正在上演著一輪又一輪的革新和蛻變，汽車照明，這個曾經(jīng)為我們探路的配置，也在悄然發(fā)生著質(zhì)的改變，因?yàn)?，它已然不再只是個燈了。如今，各家車企都在玩燈，隨著 LED、OLED、激光大燈的不斷演進(jìn)，車燈的性能越來越強(qiáng)，體積越來越小，也因此被賦予了更多的造型可能。

2車燈類型

從最基本的鹵素、高級的氙氣大燈到新生力量 LED、充滿未來感的激光大燈，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，四種不同的大燈形式如何選擇也取決于車型的定位，下面我們就分別來看一看：

2.1 鹵素大燈

鹵素大燈始于20世紀(jì)70年代，這也是目前最常見的大燈光源類型，鹵素?zé)羝鋵?shí)就是生活中使用的白熾燈的升級版，加入鹵族元素的應(yīng)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(dǎo)致造型可塑性差，但是由于鹵素?zé)舻膬r位便宜，對于一些價位較低的經(jīng)濟(jì)性車型來說還是非常適用的。

2.2 氙氣燈

氙氣燈打破了愛迪生發(fā)明的鎢絲發(fā)光原理，在石英燈管內(nèi)填充高壓惰性氣體—氙氣，取代傳統(tǒng)的燈絲，并通過高壓 電流刺激氙氣發(fā)光。氙燈相比鹵素?zé)舳?，色溫更高，目前主流的氙燈色溫?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?zé)簦瘹鉄舻膬?yōu)點(diǎn)是高亮度、長壽命，但是成本相對高一些。

2.3 LED

LED 最初應(yīng)用于汽車內(nèi)部照明，后來逐漸擴(kuò)大到了前照燈及組合尾燈等更廣泛的應(yīng)用。LED 在前照燈中最為典 型的應(yīng)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(xué)設(shè)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(qiáng)。

除此之外，相比 于傳統(tǒng)光源，LED 在性能方面也更加優(yōu)異：

第一：壽命更長，啟動速度更快，LED 的響應(yīng)時間可以達(dá)到 ns 級，所以當(dāng) LED 應(yīng)用到轉(zhuǎn)向信號燈與高位制動燈時，能夠滿足車輛行駛過程 中應(yīng)急反應(yīng)需求，有效減少汽車事故的發(fā)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?cè)藛T光疲勞問題上具有更大優(yōu) 勢。

第三：節(jié)能環(huán)保，LED是冷光源，是將電能轉(zhuǎn)換為光能，所以在發(fā)光過程中不會產(chǎn)生污染，也不會產(chǎn)生過量的熱能。

2.4 OLED

OLED 的出現(xiàn)為汽車照明系統(tǒng)提供了新的設(shè)計方案， OLED 是可塑性極強(qiáng)的物質(zhì)，造型豐富，目前已在諸多概念 車上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

OLED 有著以下兩大優(yōu)勢：

第一，具有自發(fā)光的特性，不需要任何光源系統(tǒng)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(chǎn)品相比擁有更大的優(yōu)勢；

第二，與 LED 的點(diǎn)光源相比，OLED 擁有面光 源和漫反射的特點(diǎn)，光質(zhì)均勻，可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)光，不會投射 任何陰影。照明效果既可以是均勻的，也可產(chǎn)生明暗效果， 甚至是動態(tài)效果。這兩個特性，使OLED非常適合用來制作車內(nèi)氛圍燈和尾燈。

它的缺點(diǎn)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(yīng)用。OLED目前還達(dá)不到LED同等亮度，一般只用于尾燈、信號燈、車內(nèi)照明。

2.5 激光大燈

除了OLED之外，激光大燈也將是未來車燈發(fā)展趨勢之一。相對 LED 大燈，激光大燈技術(shù)上有著更多的優(yōu)勢：其更小的尺寸、更亮的照明以及更低的發(fā)熱等優(yōu)點(diǎn)，便允許設(shè)計師重新設(shè)計車體，可以將更大的空間留給空氣動力學(xué)的布局， 以及適當(dāng)?shù)膶η皯液桶l(fā)動機(jī)位置進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到優(yōu)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(yuǎn)光燈兩倍的照射距離，最遠(yuǎn)照射距離可達(dá)700米，由于激光本身是直的，在將其分散時可以做到精細(xì)可控，沒有多余的溢光。

因此，采用激光大燈可以開闊駕駛員的視野，有助于更早做出危險判斷，同時，面向?qū)Ψ较驎?，燈光的可控范圍也會更大，避免炫目帶來的潛在風(fēng)險。它的缺點(diǎn)是光束的發(fā)散性較差、光束照射的范圍較窄，通常采用 LED 燈源與激光燈源混合使用的方法來解決這個問題，所以目前不適合用作汽車的近光燈。

3 新技術(shù)

3.1 ADB 技術(shù)

ADB 技術(shù)又稱自適應(yīng)燈光，通過功能強(qiáng)大的 ECU 算法將道路數(shù)據(jù)計算，可以始終開啟遠(yuǎn)光，以提供最大照明。ADB是汽車照明領(lǐng)域最大的創(chuàng)新，當(dāng)車載攝像頭感應(yīng)到迎面駕駛來的車輛或行人時，ADB可自動調(diào)節(jié)燈光，使車燈內(nèi)的單個LED 變暗或?qū)⒐馐蛳潞蜋M向移動。目前配備ADB的汽車占全球汽車市場1%的份額，預(yù)計到2025年，將上升至15%。

3.2 DMD 技術(shù)

DMD 技術(shù)又稱數(shù)字微鏡器件，是一種提高分辨率的高端 ADB，它可點(diǎn)亮和關(guān)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(biāo)，可以作為ADB技術(shù)的升級，目前還沒有量產(chǎn)車型應(yīng)用，但在2018北京車展上WEY-X 已經(jīng)引入了DMD的概念。

3.3 μAFS 技術(shù)

μAFS技術(shù)又稱激光掃描技術(shù)，是ADB技術(shù)的創(chuàng)新， 將于2021年應(yīng)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(dú)控制的像素，向著智能可控 高分辨率LED邁進(jìn)了一大步。

3.4 LCD

指的并不是一種發(fā)光源， 其背后真正發(fā)光的仍然是LED，不過LCD大燈中LED光源的數(shù)量非常多。矩陣LED大燈可以實(shí)現(xiàn)在一定橫向區(qū)域內(nèi)的暗光照明，但 LCD 技術(shù)，理論上可以實(shí)現(xiàn)有效像素內(nèi)的任意造型的遮蔽和照明，并且跟隨反應(yīng)速度也十分可觀。

3.5 數(shù)字大燈技術(shù)

奔馳研發(fā)的最新的DIGITAL LIGHT與車上傳感器、計算機(jī)、以及風(fēng)擋玻璃上的立體攝像頭配合，實(shí)現(xiàn)光束的精細(xì)化控制，動態(tài)組合成上億種不同的幾何圖形排列。

DIGITAL LIGHT 大燈已經(jīng)擁有了投影儀的功能，可以實(shí)時在路面上投射出類似于箭頭之類的標(biāo)志，與旁車進(jìn)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(biāo)志提醒駕駛員，以此來保證行車安全。這種DIGITAL LIGHT 已經(jīng)在邁巴赫 S 級轎車上量產(chǎn)搭載。

4 車燈造型設(shè)計趨勢

4.1 符號化

前燈及尾燈已經(jīng)成為品牌DNA的重要手段，伴隨OLED技術(shù)的出現(xiàn)，這一圖形化的設(shè)計將以更加新穎的帥氣的形式出現(xiàn)，是提升品牌辨識度的有效手法。各大主機(jī)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(shè)計更加的天馬行空，也更加的生動。

4.2 參數(shù)化

其實(shí)參數(shù)化的概念從很早之前就已經(jīng)提出了，隨著技術(shù)的進(jìn)步，參數(shù)化的運(yùn)用已經(jīng)不是什么新鮮的設(shè)計手法，伴隨OLED技術(shù)的出現(xiàn)，這一圖形化的設(shè)計將以更加新穎的帥氣的形式出現(xiàn)，是提升科技感的有效手法。

4.3 貫穿式

隨著OLED元件的發(fā)展，汽車的燈帶可以越來越細(xì)，造型越來越豐富，燈帶的運(yùn)用如各大主機(jī)廠的統(tǒng)一規(guī)范，形成極富代表性的設(shè)計趨勢，橫向細(xì)長的燈帶除了提升科技感還是汽車設(shè)計“顯寬”的利器。

4.4 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(jié)

汽車車燈的設(shè)計能夠彰顯汽車的價值，一款好的車燈設(shè)計能夠提高汽車的價值和氣質(zhì)，汽車車燈從原始的白熾燈發(fā) 展到新興的 HID LED 燈，車燈的發(fā)展趨勢也會向多元化方向發(fā)展，新材料和光源也會進(jìn)一步開發(fā)，不斷拓展燈具造型的 進(jìn)步空間，增強(qiáng)性能，為汽車的性能和外觀都提供高品質(zhì)。

激光大燈、OLED 這兩種新技術(shù)，使得車燈的體積變得更小，在車內(nèi)有限的空間下燈型的可塑性加大；而新材料和新的發(fā)光技術(shù)的誕生，前所未有的提高了車燈設(shè)計的自由度，讓車燈由一個強(qiáng)功能部件成為了一件極具吸引力的“藝術(shù)品”。而矩陣LED大燈、LCD大燈以及ADB/DMD/μAFS等技術(shù)，得以讓大燈變得更加智能，提升夜間行車的安全性。